WO2019039712A1 - Pressing-type plastic deformation multi-patterning method, and energy-harvester element and method for manufacturing same - Google Patents

Pressing-type plastic deformation multi-patterning method, and energy-harvester element and method for manufacturing same Download PDF

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WO2019039712A1
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target substrate
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박운익
최영중
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한국세라믹기술원
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04—Friction generators

Definitions

  • the present invention relates to a pressure-based plastic deformation multi-patterning method and an energy harvester element and a manufacturing method thereof, and more particularly, A patterning method, and an energy harvester element and a manufacturing method thereof.
  • a method using a photolithography process is widely used as a method of forming a fine pattern on a film or a substrate.
  • this photolithography process requires not only very expensive equipment, but also requires a long process time.
  • the imprinting process is a method of forming a specific pattern by pressing a main roll on a substrate or a film by using an ultraviolet curable resin or the like in a state where an opposite shape of a pattern to be formed on a substrate or a film is formed on the main roll.
  • the size of the fine pattern that can be made through photolithography is determined by the wavelength of the light source used in the process. The shorter the wavelength of the light source, the finer the nanopattern can be made on the wafer.
  • an ArF lithography technique with a wavelength of 193 nm is added to the immersion technique to raise the patterning limit to about 30 nm.
  • This immersion lithography method can be used to make circuit patterns of 20 nm or less through two or three repetitions.
  • the multi-patterning process has a problem that the production time is prolonged in proportion to the number of repetitions and the production cost increases.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0131637 (Application No. 10-2010-0051177, filed by Sungkyunkwan Univ. Of Industry & Academy Collaboration) discloses a technique of applying pressure to an elastic layer containing a liquid substance to elute a droplet, And forming an engraved pattern corresponding to the droplet pattern on the molding member.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pressurizing type plastic deformation multiple patterning method capable of easily controlling the size of a pattern, and an energy harvesting device and a manufacturing method thereof.
  • Another aspect of the present invention is to provide a pressure-based plastic deformation multi-patterning method for forming a pattern using a hardness difference, a ductility difference, and a difference in elastic modulus between a master pattern (mold) and a substrate, And a manufacturing method thereof.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a pressurized plastic deformation multipatterning method and an energy harvesting device in which the manufacturing process is simplified and the manufacturing cost is reduced, and a manufacturing method thereof.
  • the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
  • the present invention provides a pressurized plastic deformation patterning method.
  • the pressing method plastic deformation patterning method includes a step of preparing a target substrate, a step of forming a first master substrate including a first master pattern and having a hardness not less than a hardness of the target substrate, Forming a first master pattern on the target substrate by applying a pressure to the target substrate and the first master substrate by bringing the target substrate and the first master substrate into contact with each other, And separating the target substrate and the first master substrate from each other.
  • the pressure applied on the target substrate and the first master substrate may vary depending on the type of the target substrate.
  • the pressing method plastic deformation patterning method is a method of pressing a target substrate and a first master substrate through at least one of an upper surface, a lower surface, and a side surface of the target substrate and the first master substrate,
  • the pressure applied to the target substrate and the first master substrate is in the range of 0.1 to 10 10 kgf / mm 2 depending on the kind of the target substrate and the first master substrate,
  • the target substrate and the first master substrate may be rotated or vibrated while heat is applied to the target substrate and the first master substrate while pressure is applied to the substrate and the first master substrate.
  • the pressing method plastic deformation patterning method includes controlling a height of the first target pattern by controlling a magnitude of a pressure applied to the target substrate and the first master substrate, And controlling the shape of the first target pattern of the target substrate through the shape change of the first master pattern of the first master substrate.
  • the pressurizing type plastic deformation patterning method is a method of pressing the target substrate and the first master substrate in a state in which pressure is applied on the target substrate and the first master substrate, or before the pressure is applied on the target substrate and the first master substrate And a step of irradiating the target substrate and the first master substrate with ultraviolet rays by heat treating the target substrate and the first master substrate.
  • the widths of the first master patterns of the first master substrate are different from each other, and the widths of the first target patterns of the target substrate may be different from each other have.
  • the present invention provides a pressing method plastic deformation multipatterning method.
  • the pressurizing plastic deformation multiple patterning method comprises the steps of preparing a target substrate, forming a first master substrate having a hardness not less than the hardness of the target substrate, A first master substrate having a reverse phase of the first master pattern on the target substrate by applying a pressure to the target substrate and the first master substrate by bringing the target substrate and the first master substrate into contact with each other, A step of forming a pattern, a step of separating the target substrate and the first master substrate, a step of preparing a second master substrate including a second master pattern and having a hardness not lower than the hardness of the target substrate, A second master substrate having a pattern formed thereon and a second master substrate including a second master pattern, wherein the target substrate and the second master substrate are brought into contact with each other with a pressure And forming a second target pattern in which a part of the first target pattern overlaps with the second master pattern on the target substrate.
  • the first target pattern and the second target pattern are formed on the upper surface of the target substrate, and the level of the first target pattern is lower than the lower surface of the target substrate, 2 < / RTI > target pattern.
  • the pressure-based plastic deformation multiple patterning method may include a case where the level of the upper surface of the second target pattern is lower than the level of the upper surface of the first target pattern.
  • the first target pattern and the second target pattern may have different levels and have the same shape.
  • the pressure applied to the first master substrate and the target substrate may be different from the pressure applied to the second master substrate and the target substrate.
  • the pressing method plastic deformation multipatterning method includes a step of preparing a third master substrate including a third master pattern, and a step of forming a second master pattern A third master substrate on which a third master pattern is formed by applying a pressure to the target substrate and the third master substrate to form a third target pattern on the target substrate, And forming a pattern.
  • the third target pattern is formed on the upper surface of the target substrate, and the level of the third target pattern is lower than the lower surface of the target substrate, 2 < / RTI > target pattern.
  • the first master pattern, the second master pattern, and the third master pattern may have different shapes.
  • the method of making the energy harvester element comprises the steps of: forming an upper electrode structure comprising an upper electrode and a first rubbing layer disposed on the upper electrode and having a first pattern; Forming a lower electrode structure including a second rubbing layer disposed on the lower electrode and having a second pattern, forming a lower electrode structure on the lower electrode structure such that the first rubbing layer and the second rubbing layer face each other, Wherein the step of forming the first and second friction layers with the first and second patterns has a higher hardness than the first and second friction layers, And a first master substrate and a second master substrate having a second master pattern, and
  • the method of manufacturing the energy harvester element further comprises providing a functional layer having a third pattern between the first and second rubbing layers, The step of preparing a third master substrate having a hardness higher than that of the functional layer and having a third master pattern and a step of pressing the functional layer on the third master substrate, And forming the third pattern having a reverse phase of the pattern.
  • the pressure applied on the first rubbing layer, the second rubbing layer, and the functional layer depends on the material type of the first rubbing layer, the second rubbing layer, and the functional layer And may vary.
  • the first pattern may include a plurality of first sub-electrodes positioned at different levels from one surface of the first rubbing layer in contact with the upper electrode, Patterns, and the second pattern may include a plurality of second sub-patterns located at different levels from one surface of the second friction layer in contact with the lower electrode, and having the same shape.
  • the energy harvester element further comprises a functional layer disposed between the first and second friction layers, the functional layer having a third pattern, And a second surface facing the second friction layer, wherein the third pattern comprises a third-1 pattern and a third-third pattern provided on the first surface and the second surface, respectively, 2 patterns, and the line widths of the third-first pattern and the third-second pattern may include a line width of the first pattern and a line width of the second pattern.
  • the 3 < rd > -1 pattern includes a plurality of 3-1 sub-patterns which are located at different levels from the first rubbing layer and have the same shape, , And a plurality of third -2 sub-patterns located at different levels from the second friction layer and having the same shape.
  • a pressing method plastic deformation multipatterning method includes a step of pressing a target substrate with a first master substrate to form a first target pattern corresponding to a first master pattern on the target substrate, A second target pattern having a portion of the first target pattern pressed by the second master pattern is formed by pressing the target substrate having the first target pattern with a second master substrate having a master pattern, The remaining portion of the first target pattern that is not pushed by the first target pattern may remain.
  • the pressing method plastically deformable multi patterning method according to the above embodiment may further include a step of pressing the target substrate in sequence by the first and second master substrates at a pressure equal to or higher than a threshold value of the pressure at which the target substrate varies depending on the type of the target substrate. have.
  • the pressing method plastically deformable multi-patterning method according to the embodiment can form various patterns having different shapes, sizes, and levels by a simple process of sequentially applying pressure exceeding a threshold value on substrates having different hardnesses .
  • a pattern can be formed on various materials.
  • the depth of patterning in other words, the height of the pattern, can be easily adjusted by adjusting the time of applying the pressure.
  • the pressing method plastic deformation multiple patterning method according to the embodiment can form a pattern having various line widths such as a nanowire width and a micro line width.
  • the levels up to the patterns may be different from each other with respect to the lower surface of the substrate on which the patterns are formed.
  • the pressing method plastic deformation multipatterning method according to the above embodiment can be applied to various types of electrodes, shielding film, polarizing film, and polarizing film including a product having a function of preventing forgery and alteration, a security device, Water repellent film, energy harvesting film, and the like, or as a design element causing aesthetic sensation.
  • a method of manufacturing an energy harvester device includes forming an upper electrode structure including an upper electrode and a first first rubbing layer disposed on the upper electrode and having a first pattern Forming a lower electrode structure including a lower electrode and a second rubbing layer disposed on the lower electrode and having a second pattern, the first rubbing layer and the second rubbing layer, wherein the step of forming the first and second friction layers with the first and second patterns comprises forming the upper and lower electrode structures on the lower and upper electrode structures, Pressing the second friction layer against the first and second master substrates to form the first and second patterns having opposite phases of the first and second master patterns on the first and second friction layers . ≪ / RTI >
  • the first and second friction layers are pressed to the first and second master substrates at a pressure equal to or higher than a threshold value of the pressure at which the first and second friction layers are deformed according to the kind of the first and second friction layers ,
  • the first and second patterns can be easily formed on the first and second friction layers.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a pressure-based plastic deformation patterning method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a pressing method plastic deformation patterning process according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing various shapes of a master pattern in a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the shape of a master pattern and a target pattern formed of the master pattern in the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a pressure-based plastic deformation patterning method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 and 7 are views showing a pressurizing type plastic deformation patterning process according to a second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 to 11 are views showing a pressurizing type plastic deformation multiple patterning process according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing a master substrate used in a pressing method plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a front view and a side sectional view of a pattern structure formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
  • 15 is a view showing an energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
  • 16 is a view for explaining a method of manufacturing the upper electrode structure of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
  • 17 is a view for explaining a method of manufacturing the lower electrode structure of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a view for explaining an energy harvester device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a view for explaining an energy harvester device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a view for explaining an energy harvester device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a view for explaining an energy harvester device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a view for explaining a method of manufacturing the first sub-patterns of the first friction layer of the energy harvester device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • 23 is a view for explaining a method of manufacturing the second sub-patterns of the second friction layer of the energy harvester device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a view for explaining an energy harvester device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • 25 is a view for explaining an energy harvester device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a view for explaining an energy harvester device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a view for explaining an energy harvester device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a view for explaining an energy harvester device according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a view for explaining an energy harvester device according to a tenth embodiment of the present invention.
  • 29 is a view for explaining an energy harvester device according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a view for explaining a method of manufacturing an electrode structure included in the energy harvester device according to the tenth and eleventh embodiments of the present invention.
  • 31 is a view for explaining an energy harvester device according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • 32 is a view for explaining an energy harvester device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • 33 is a view for explaining a method of manufacturing an electrode structure included in the energy harvester device according to the twelfth and thirteenth embodiments of the present invention.
  • FIGS. 34 and 35 are photographs of a target pattern manufactured according to the pressure-based plastic deformation patterning method and a master substrate for manufacturing the target pattern according to the embodiment of the present invention.
  • 36 is a photograph of a pattern formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method and a conventional soft imprint method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 39 is a photograph of types of various target substrates to which the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention is applicable.
  • FIG. 40 is a photograph of a target substrate manufactured by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 41 is a graph showing a threshold value of a pressure that is deformed depending on the type of a target substrate in a pressure-based plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a photograph of the deformation of the target substrate according to the magnitude of the pressure applied on the target substrate in the pressurizing-type plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is a graph showing the hardness distribution according to the material types of the master substrate and the target substrate used in the pressure-based plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 44 is a photograph of a pattern of various sizes formed on one substrate by a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 45 is a photograph of a pattern of various line widths and stepped patterns formed on one substrate by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • an element when referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween.
  • first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.
  • a pressing method plastic deformation patterning method according to the first embodiment of the present invention is described.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a pressing method plastic deformation patterning method according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a pressing method plastic deformation patterning step according to a first embodiment of the present invention.
  • a target substrate 110 and a first master substrate 100 may be prepared (S110).
  • the target substrate 110 may be formed of a metal such as platinum (Pt), silicon dioxide (SiO 2 ), tungsten (W), chromium (Cr), aluminum (Al), nickel (Ni) Pd, Ag, Cu, Pd, Zn, In, GST, Ge 2 Sb 2 Te 5 , Carbon, graphene, CNT (PM), polydimethylsiloxane (PDMS), polystyrene (PS), polystyrene (PS), fluorine, and two-dimensional materials such as MoS 2 , BN, and WSe 2 , indium tin oxide (ITO), polyethylene terephthalate , polyacrylate, polymethylpentene, or a combination of two or more materials.
  • a metal such as platinum (Pt), silicon dioxide (SiO 2 ), tungsten (W), chromium (Cr), aluminum (Al), nickel (Ni) Pd, Ag, Cu, Pd, Zn, In, GST, Ge 2 Sb 2 Te 5
  • the target substrate 110 may be a biological leather, a biological hair, a skin, various proteins, a fibrous material, or a stretchable material.
  • the first master substrate 100 may include a first master pattern 102.
  • the first master substrate 100 may have a hardness greater than or equal to a hardness of the target substrate 110.
  • the first master pattern 102 may be in the form of a concavo-convex shape having a concave portion and a convex portion. The shape of the first master pattern 102 is not limited.
  • the first master substrate 100 a platinum (Pt), silicon (Si), silicon dioxide (SiO 2), ITO (Indium Tin Oxide), chromium (Cr), nickel (Ni), And may include any one or two or more composite materials of tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe), and alloys (Alloy).
  • the first master substrate 100 can be fabricated by any suitable process, such as photolithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography (NIL), extreme ultraviolet (EUV) lithography, pattern transfer printing, Self-assembly, or laser patterning techniques.
  • the first master substrate 100 may be MO x (M: metal) formed of SiO x or PS-PVP formed by PS-PDMS block copolymer self-assembly. (x> 0).
  • the block copolymer polymer may be at least one selected from the group consisting of PDMS (polydimethylsiloxane), polyacrylonitrile-b-polydimethylsiloxane, polyethylene oxide-b-polydimethylsiloxane poly (2-vinylpyridine) -b-polydimethylsiloxane, poly (4-vinylpyridine) -b-polydimethylsiloxane (poly 4-vinylpyridine-b-polydimethylsiloxane, polymethylmethacrylate-b-polydimethylsiloxane, polyacrylonitrile-b-polypropylene, polyethylene oxide- b-polypropylene, polyacrylonitrile-b-polypolypoly
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be in contact with each other.
  • pressure may be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 that are contacted.
  • a pressure of 5 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be in the range of 0.1 to 10 10 kgf / mm < 2 > depending on the material of the target substrate 110 and the first master substrate 100. [ . ≪ / RTI > The target substrate 110 and the first master substrate 100 are rotated or vibrated while the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Heat can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110 (S120). According to one embodiment, the first target pattern 112 may have a reverse phase of the first master pattern 102. For example, when the first master pattern 102 has a narrow line shape, the first target pattern 112 may have a wide line shape.
  • the height of the first target pattern 112 can be controlled by controlling the magnitude of the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100. Specifically, as the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 increases, the height of the first target pattern 112 may become longer.
  • the contact surface or the overall surface properties of the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be modified by heat treatment, abrasion-resistant chemical treatment, or physical coating.
  • the abrasion-resistant chemical treatment or the chemical coating may include hydrophobic or hydrophilic treatment using various functional groups (e.g., CH3), film formation treatment by surface chemical reaction, electroless plating, ion exchange plating, chemical etching, chemical polishing, Electroplating, Electro-chemical etching, Electrolytic polishing, Plasma electrolytic oxidation (PEO coating), Anodizing, Plasma spraying, Chemical vapor deposition And physical vapor deposition (PVD) using equipment such as a sputter, an E-beam or a thermal evaporator, or the like.
  • various functional groups e.g., CH3
  • film formation treatment by surface chemical reaction e.g., CH3
  • electroless plating ion exchange plating
  • chemical etching chemical polishing
  • Electroplating Electro-chemical etching
  • Electrolytic polishing Electrolytic polishing
  • Anodizing Plasma spraying
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Can be heat-treated.
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 which are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, Or ultraviolet light may be irradiated onto the target substrate 110.
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, ) Can be irradiated with ultraviolet rays together with heat treatment.
  • the first target pattern 112 can be easily formed on the target substrate 110.
  • the contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 can be easily separated.
  • the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed may be different depending on the kind of the target substrate 110. Accordingly, the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may vary depending on the material type of the target substrate 110.
  • the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed is 5 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 37 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 37 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 49 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a force of 49 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the target substrate 110 may include a metal. Specifically, the target substrate 110 including a metal may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
  • the target substrate 110 may include a polymer. Specifically, the target substrate 110 including the polymer may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
  • the contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 may be separated (S130).
  • the target substrate 110 may be contacted to the first master substrate 100 a plurality of times.
  • the target substrate 110 is first pressed by the first master substrate 100 to form the first target pattern 112, and then the second target substrate 112 is pressed secondarily by the first master substrate 100 .
  • the shape of the first target pattern 110 may be deformed.
  • the first master substrate 100 is rotated with the normal line of the upper surface of the first master substrate 100 as a rotation axis, (110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed.
  • the first master substrate 100 may be moved in a direction parallel to the upper surface of the first master substrate 100, 110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed. As a result, patterns of various shapes and sizes can be formed on the target substrate 110.
  • the pressing method plastic deformation patterning method may include the steps of preparing the target substrate 110, including the first master pattern 102, Preparing a first master substrate 100 having a hardness equal to or greater than the hardness of the first master pattern 100 and contacting the first substrate 110 and the first master substrate 100 to form the first target pattern 112 , And separating the target substrate (110) and the first master substrate (100) from each other, wherein a pressure of the target substrate (110) varies depending on the kind of the target substrate
  • the first master substrate and the target substrate 110 can be brought into contact with each other with a pressure equal to or higher than a threshold value of the first master substrate.
  • a pattern having various shapes and sizes can be formed by a simple process of applying a pressure equal to or higher than a threshold value to substrates having different hardnesses.
  • it is possible to form a pattern on various materials and it is also possible to form a pattern on a variety of materials, and also to form a pattern on a wide variety of materials such as a nano line width (1 to 100 nm), a micro line width (0.1 to 100 m), a centimeter line width (0.1 to 100 mm)
  • a pattern having a line width can be formed.
  • the plastic deformation patterning method according to the above embodiment can be applied to various products including a product having a function of preventing forgery and alteration, a security device, a bill, and various electrodes including a heater, a shielding film, a polarizing film, Energy harvesting film, and the like, or as a design element causing aesthetics.
  • FIG. 3 is a view showing various shapes of a master pattern in a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • the master pattern according to the embodiment may have a triangle shape.
  • the master pattern according to the embodiment may have a pyramid shape.
  • the master pattern according to the embodiment may have a sprout shape.
  • the master pattern according to the embodiment may have a half cylinder shape.
  • FIG. 4 is a view showing the shape of a master pattern and a target pattern formed of the master pattern in the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
  • the master pattern may have a narrow line shape.
  • the target pattern may have a wide line shape.
  • the master pattern may have a square shape.
  • the target pattern may have a mesh shape.
  • the master pattern may have a dot shape.
  • the target pattern may have a hole shape.
  • the master pattern may have a trapezoidal shape.
  • the target pattern may have an inverted trapezoidal shape.
  • FIG. 5 is a flow chart for explaining a pressurizing method plastic deformation patterning method according to a second embodiment of the present invention
  • FIGS. 6 and 7 are views showing a pressurizing method plastic deformation patterning process according to a second embodiment of the present invention.
  • a target substrate 110 is prepared (S210).
  • the target substrate 110 may be formed of a metal such as platinum (Pt), silicon dioxide (SiO 2 ), tungsten (W), chromium (Cr), aluminum (Al), nickel (Ni) , lead (Pd), silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), zinc (Zn), indium (In), GST (Ge 2 Sb 2 Te 5), the carbon-based material (carbon, graphene, CNT (PM), polydimethylsiloxane (PDMS), polystyrene (PS), polystyrene (PS), fluorine, and two-dimensional materials such as MoS 2 , BN, and WSe 2 , indium tin oxide (ITO), polyethylene terephthalate , polyacrylate, polymethylpentene, or a combination of two or more materials.
  • a metal such as platinum (Pt), silicon dioxide (SiO 2 ), tungsten (W), chromium (C
  • the target substrate 110 may be a biological leather, a biological hair, a skin, various proteins, a fibrous material, or a stretchable material.
  • the first master substrate 100 including the first master pattern 102 may be prepared (S220).
  • the first master substrate 100 may have a hardness greater than or equal to a hardness of the target substrate 110.
  • the first master pattern 102 may be in the form of a concavo-convex shape having a concave portion and a convex portion. The shape of the first master pattern 102 is not limited.
  • the first master substrate 100 a platinum (Pt), silicon (Si), silicon dioxide (SiO 2), ITO (Indium Tin Oxide), chromium (Cr), nickel (Ni), And may include any one or two or more composite materials of tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe), and alloys (Alloy).
  • the first master substrate 100 can be fabricated by any suitable process, such as photolithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography (NIL), extreme ultraviolet (EUV) lithography, pattern transfer printing, Self-assembly, or laser patterning techniques.
  • the first master substrate 100 may be MO x (M: metal) formed of SiO x or PS-PVP formed by PS-PDMS block copolymer self-assembly. (x> 0).
  • the block copolymer polymer may be the same as the block copolymer polymer according to the first embodiment described above.
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 are brought into contact with each other and a pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, A first target pattern 112 having a reversed phase of one master pattern 102 may be formed (S230). For example, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be in the range of 0.1 to 10 10 kgf / mm < 2 > depending on the material of the target substrate 110 and the first master substrate 100. [ . ≪ / RTI > The target substrate 110 and the first master substrate 100 are rotated or vibrated while the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Heat can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110. According to one embodiment, the first target pattern 112 may have a reverse phase of the first master pattern 102. For example, when the first master pattern 102 has a narrow line shape, the first target pattern 112 may have a wide line shape.
  • the height of the first target pattern 112 can be controlled by controlling the magnitude of the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100. Specifically, as the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 increases, the height of the first target pattern 112 may become longer.
  • the contact surface or the overall surface properties of the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be modified by heat treatment, abrasion-resistant chemical treatment, or physical coating.
  • the abrasion-resistant chemical treatment or the chemical coating may include hydrophobic or hydrophilic treatment using various functional groups (e.g., CH3), film formation treatment by surface chemical reaction, electroless plating, ion exchange plating, chemical etching, chemical polishing, Electroplating, Electro-chemical etching, Electrolytic polishing, Plasma electrolytic oxidation (PEO coating), Anodizing, Plasma spraying, Chemical vapor deposition And physical vapor deposition (PVD) using equipment such as a sputter, an E-beam or a thermal evaporator, or the like.
  • various functional groups e.g., CH3
  • film formation treatment by surface chemical reaction e.g., CH3
  • electroless plating ion exchange plating
  • chemical etching chemical polishing
  • Electroplating Electro-chemical etching
  • Electrolytic polishing Electrolytic polishing
  • Anodizing Plasma spraying
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Can be heat-treated.
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 which are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, Or ultraviolet light may be irradiated onto the target substrate 110.
  • the target substrate 110 and the first master substrate 100 are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, ) Can be irradiated with ultraviolet rays together with heat treatment.
  • the first target pattern 112 can be easily formed on the target substrate 110.
  • the contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 can be easily separated.
  • the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed may be different depending on the kind of the target substrate 110. Accordingly, the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may vary depending on the material type of the target substrate 110.
  • the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed is 5 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 37 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 37 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 49 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a force of 49 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
  • the target substrate 110 may include a metal. Specifically, the target substrate 110 including a metal may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
  • the target substrate 110 may include a polymer. Specifically, the target substrate 110 including the polymer may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
  • the contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 may be separated (S240).
  • the target substrate 110 may be contacted to the first master substrate 100 a plurality of times.
  • the target substrate 110 is first pressed by the first master substrate 100 to form the first target pattern 112, and then the second target substrate 112 is pressed secondarily by the first master substrate 100 .
  • the shape of the first target pattern 110 may be deformed.
  • the first master substrate 100 is rotated with the normal line of the upper surface of the first master substrate 100 as a rotation axis, (110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed.
  • the first master substrate 100 may be moved in a direction parallel to the upper surface of the first master substrate 100, 110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed. As a result, patterns of various shapes and sizes can be formed on the target substrate 110.
  • the second master substrate 200 including the second master pattern 202 may be prepared (S250). According to one embodiment, the second master substrate 200 may have a hardness not less than a hardness of the target substrate 110.
  • the second master substrate 200 may be formed of the same material as that of the first master substrate 100, or may be formed of another material.
  • the second master pattern 202 may be formed by the same method as the first master pattern 102 or by other methods.
  • the second master pattern 202 may have a shape different from the first master pattern 102, a different line width, or another pattern height.
  • the target substrate 110 having the first target pattern 112 and the second master substrate 200 including the second master pattern 202 are brought into contact with each other while the target substrate 110 and the second master substrate 200, A portion of the first target pattern 112 is overlapped with the second master pattern 202 on the target substrate 110 by applying a pressure on the second target pattern 200 to form a second target pattern 114 deformed, (S260).
  • a pressure of 5 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200.
  • the pressure applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200 may be 0.1-10 10 kgf / mm 2 , depending on the type of the target substrate 110 and the second master substrate 200. . ≪ / RTI >
  • the target substrate 110 and the second master substrate 200 may be rotated or vibrated while the pressure is applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200,
  • the target substrate 110 and the second master substrate 200 may be provided with heat.
  • a heat treatment, an abrasion-resistant chemical method of modifying the surface characteristics of the second master substrate 200 , Or surface treatment or coating by physical methods can be carried out.
  • the target substrate 110 and the second master substrate 200 may be subjected to heat treatment, ultraviolet ray irradiation, or the like, before or after the pressure is applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200.
  • the second target pattern 114 may be a part of the first target pattern 112, which is deformed by overlapping with the second master pattern 202. Also, the first target pattern 112 that is not pressed by the second master pattern 202 may remain.
  • the first level (L 1) of a target pattern 112 the second target pattern level (L 2) of up to 114 .
  • the level L 1 of the first target pattern 112 may be higher than the level L 2 of the second target pattern 114.
  • the target substrate 110 is pressed by the first master substrate 100, and after the first target pattern 112 is formed on the upper surface of the target substrate 110, The target substrate 110 on which the first target pattern 112 is formed may be pressed by the second master substrate 200 so that the first target pattern 112 may be deformed into the second target pattern 114.
  • the level L 1 of the first target pattern 112 may be higher than the level L 2 of the second target pattern 114 with respect to the lower surface of the target substrate 110 have.
  • a pressure smaller than a pressure applied when the first target pattern 112 is formed may be applied on the target substrate 110 and the second master substrate 200.
  • the target substrate 110 may be heat-treated, or the target substrate 110 may be irradiated with ultraviolet rays.
  • the hardness of the first target pattern 112 can be improved. Accordingly, even if the first target pattern 112 is pressed by the second master substrate 200, the shape of a portion of the first target pattern 112 in contact with the second master pattern 202 is changed The level of the portion of the first target pattern 112 may be changed.
  • the second target pattern 114 and the first target pattern 112 may have the same shape and may be located at different levels.
  • the pressing method plastic deformation multiple patterning method may further include pressing the target substrate 110 with the first master substrate 100 to press the first master pattern 102 corresponding to the first master pattern 102 Forming a target pattern 112 on the target substrate 100 with the first master pattern 202 and the second master pattern 200 having the second master pattern 202 on the target substrate 100, A second target pattern 114 is formed in which a part of the first target pattern 112 is pressed by the second master pattern 202 by depressing the substrate 110. The second target pattern 114 is pressed by the second master pattern 202, And the remaining portion of the first target pattern 112 remains.
  • the first and second master substrates 100 and 200 can sequentially press the target substrate 110 at a pressure equal to or higher than a threshold value of the pressure at which the target substrate 110 changes depending on the material type of the target substrate 110 have. Accordingly, various patterns having different shapes, sizes, and levels can be formed on the target substrate 110 by a simple process of sequentially applying a pressure equal to or higher than a threshold value to the substrates having different hardnesses. In addition, since substrates having different hardness are used, a pattern can be formed on various materials. In addition, the depth of patterning, in other words, the height of the pattern, can be easily adjusted by adjusting the time of applying the pressure. In addition, when a plurality of patterns are formed on the target substrate 110, a pattern having various line widths such as a nano-line width, a micro-line width, and the like can be formed. May be different from each other.
  • the pressing method plastic deformation multipatterning method according to the embodiment of the present invention can be applied to a product having a function of preventing forgery and alteration, a security device, the manufacture of paper money, various electrodes including a heater, a shielding film, , A super water-repellent film, an energy harvesting film, and the like, or as a design element causing aesthetics.
  • a third embodiment of the present invention in which a third master substrate having a third master pattern is brought into contact with the second target pattern to form a third target pattern, .
  • FIGS. 8 to 11 are views showing a pressurizing type plastic deformation multiple patterning process according to the third embodiment of the present invention.
  • the first target pattern 112 and the second target pattern 114 may be formed on the target substrate 110, according to the second embodiment described above.
  • a third master substrate 300 including a third master pattern 302 is prepared.
  • the target substrate 110 and the third master substrate 300 on which the first target pattern 112 and the second target pattern 114 are formed are brought into contact with each other to form a third target pattern 110 on the target substrate 110, (116) may be formed.
  • the third target pattern 116 may be formed on the upper surface of the target substrate 110.
  • the third target pattern 116 may be a pattern in which a part of the second target pattern 114 overlaps with the third master pattern 302.
  • pressure may be applied to the target substrate 110 and the third master substrate 300 that are contacted.
  • a pressure of 20 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200.
  • the second level (L 1) to the first target pattern 112 And the level (L 2 ) to the second target pattern 114.
  • the first level (L 3) of the third target pattern 112 the first target level to the pattern 112 (L 1) and the level to the second target pattern (114) (L 2 ).
  • the target substrate 110 on which the second target pattern 114 is formed is pressed by the third master substrate 300, and the second target pattern 114 is moved to the third target pattern 116 It can be deformed. Accordingly, based on the lower surface of the target substrate 110, the second level (L 3) of the third target pattern 116, the second level (L 1) to the first target pattern 112 and the second 2 may be lower than the level (L 2) to the target pattern 114.
  • a pressure smaller than a pressure applied when the second target pattern 114 is formed may be applied on the target substrate 110 and the third master substrate 300.
  • the target substrate 110 may be heat-treated, or the target substrate 110 may be irradiated with ultraviolet rays.
  • the hardness of the second target pattern 114 can be improved. Accordingly, even if the second target pattern 114 is pressed by the third master substrate 300, the shape of the portion of the second target pattern 114 in contact with the third master pattern 302 is changed The level of the portion of the second target pattern 114 may be changed.
  • the first target pattern 112, the second target pattern 114, and the third target pattern 116 may have the same shape and be positioned at different levels.
  • the target substrate 110 including the second target pattern 114 is pressed by the third master pattern 302 and the second target pattern 114
  • the third target pattern 116 pressed by the third master pattern 302 may be formed.
  • FIG. 12 is a view showing a master substrate used in a pressurizing type plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a pattern structure formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention And a side cross-sectional view of the B portion.
  • a master substrate unit 500 is prepared.
  • the master substrate portion 500 may include a plurality of master pattern portions.
  • the master substrate unit 500 may include a first master pattern unit 502, a second master pattern unit 504, and a third master pattern unit 506.
  • the plurality of master pattern portions may have different levels and line widths. Further, the plurality of master pattern portions may have different stepped portions (pattern height).
  • the first master pattern unit 502 may have a line width of a nanoscale.
  • the second master pattern portion 504 may have a micro-scale line width.
  • the third master pattern unit 506 may have a line width of milliseconds.
  • the level h 1 to the first master pattern portion 502, the height h 1 to the second master pattern portion 504, The level h 2 and the level h 3 up to the third master pattern portion 506 may be different from each other.
  • the first level (h 1) to the master pattern 502 is level to the second master pattern portion (504), (h 2 And the level h 2 up to the second master pattern portion 504 may be formed to be lower than the level h 3 to the third master pattern portion 506.
  • fourth and fifth master pattern portions may be further provided.
  • a target substrate portion 510 is prepared.
  • the target substrate portion 510 may be contacted with the master substrate 500 described with reference to FIG. 12 in the method according to the first embodiment. Accordingly, a plurality of target pattern portions may be formed on the target structure 510. According to one embodiment, the first target pattern portion 511 to the fifth target pattern portion 515 may be formed on the target substrate portion 510.
  • the first target pattern portion 511 to the fifth target pattern portion 515 may have different levels and line widths.
  • the first target pattern portion 511 and the fifth target pattern portion 515 may have a millimeter line width.
  • the second target pattern portion 512 and the fourth target pattern portion 514 may have a micro-scale line width.
  • the third target pattern portion 513 may have a nanoscale line width.
  • the level from the level up to the first target pattern portion 511 to the level of the fifth target pattern portion 515 may be different from each other with respect to the lower surface of the target substrate portion 510 .
  • FIG. 15 is a view showing an energy harvester device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
  • 17 is a view for explaining a method of manufacturing the lower electrode structure of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention. to be.
  • an upper electrode structure 1000 including an upper electrode 1100 and a first rubbing layer 1200 disposed on the upper electrode 1100 and having a first pattern 1220, (S1100).
  • the upper electrode 1100 may include at least one of a transparent electrode, a metal electrode, and a nitride electrode.
  • the transparent electrode may be InSnO (ITO), FSnO (FTO), or AlZnO (AZO).
  • the metal electrode may be Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Ir, or Mo.
  • the nitride electrode may be TiN, TaN, or WN.
  • the step of preparing the upper electrode structure 1000 may include preparing a first master substrate 1300 having a hardness higher than that of the first rubbing layer 1200 and including a first master pattern 1320, The first friction layer 1200 is pressed against the first master substrate 1300 to form the first pattern 1220 having a reverse phase of the first master pattern 1320 on the first friction layer 1200 Lt; / RTI > For example, as shown in FIG. 16, the first rubbing layer 1200 may be pressed onto the first master substrate 1300 while being disposed on the upper electrode 1100. 16, after the first pattern 122 is formed on the first rubbing layer 1200, the first rubbing layer 1200 contacts the upper electrode 1100 ). ≪ / RTI >
  • the threshold value of the pressure at which the first target substrate 1200 is deformed may be different depending on the material type of the first target substrate 1200. Accordingly, the pressure applied to the first master substrate 1300 on the first target substrate 1200 may vary depending on the material type of the first target substrate 1200.
  • the threshold pressure at which the first target substrate 1200 is deformed may be 5 kgf / mm < 2 >. Accordingly, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more can be applied to the first master substrate 1300 on the first target substrate 1200.
  • the threshold value of the pressure at which the first target substrate 1200 is deformed is 37 kgf / mm < 2 >. Accordingly, a pressure of 37 kgf / mm 2 or more can be applied to the first master substrate 1300 on the first target substrate 1200.
  • the threshold pressure at which the first target substrate 1200 is deformed may be 49 kgf / mm < 2 > . Accordingly, a force of 49 kgf / mm 2 or more can be applied to the first master substrate 130 on the first target substrate 1200.
  • the first target substrate 1200 when the first master substrate 1300 includes silicon, the first target substrate 1200 may include a metal. Specifically, the first target substrate 1200 including a metal may be pressed by the first master substrate 1300 containing silicon. Accordingly, the first target pattern 1220 may be formed on the first target substrate 1200.
  • the first target substrate 1200 when the first master substrate 1300 includes silicon, the first target substrate 1200 may include a polymer. Specifically, the first target substrate 1200 including the polymer may be pressed by the first master substrate 1300 containing silicon. Accordingly, the first target pattern 1220 may be formed on the first target substrate 120.
  • the first rubbing layer 1200 and the first master substrate 1300 may be separated.
  • the first friction layer 1200 and the first master layer 1300 which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the first master substrate 1300 on the first friction layer 1200,
  • the substrate 1300 may be heat treated.
  • the first friction layer 1200 and the first master layer 1300 which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the first master substrate 1300 on the first friction layer 1200,
  • the substrate 1300 may be irradiated with ultraviolet rays.
  • the first friction layer 1100 and the first friction layer 1110 which are brought into contact with each other before or after the pressure is applied to the first master substrate 1000 on the first friction layer 1200,
  • the master substrate 1300 can be irradiated with ultraviolet rays together with the heat treatment.
  • the first pattern 1220 can be easily formed on the first rubbing layer 1200. Also, the first friction layer 1200 and the first master substrate 1300 that are in contact with each other can be easily separated.
  • the first friction layer 1200 may be pressed a plurality of times to the first master substrate 1300.
  • the first rubbing layer 1200 is first pressed by the first master substrate 1300 to primarily form a preliminary pattern, and then can be secondarily pressed onto the first master substrate 1300 have.
  • the first pattern 1220 may be formed by deforming the preliminarily formed pattern. Specifically, for example, after the preliminary pattern is formed, the first master substrate 1300 is rotated with the normal line of the upper surface of the first master substrate 130 as a rotation axis, The user 1200 can be depressed. Accordingly, the preliminary pattern may be deformed to form the first pattern 1220.
  • the first master substrate 1300 may be moved in a direction parallel to the upper surface of the first master substrate 1300, Can be depressed. Accordingly, the preliminary pattern may be deformed to form the first pattern 1220. As a result, the first pattern 1220 may have various shapes other than a shape having a reverse phase of the first master pattern 1320 of the first master substrate 1300.
  • the first master substrate 1000 may be fabricated using photolithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography (NIL), extreme ultraviolet (EUV) lithography, pattern transfer printing , Molecular self-assembly, or laser patterning techniques.
  • the first master substrate 1300 may be formed of at least one selected from the group consisting of platinum (Pt), silicon (Si), silicon dioxide (SiO2), indium tin oxide (ITO), chromium (Cr), nickel (Ni), tungsten ), Copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe), and alloys (Alloy).
  • the first master substrate 130 may be SiOx formed by PS-PDMS block copolymer self-assembly or MOx (M: metal) formed from PS-PVP. (x> 0).
  • the block copolymer polymer may be the same as the block copolymer polymer according to the first embodiment.
  • the first rubbing layer 1200 may include at least one of a piezoelectric material and an insulating material.
  • the first rubbing layer 1200 may include a piezoelectric material and an insulating material at the same time. In this case, energy can be converted and stored through the electrostatic and piezoelectric principles by the first rubbing layer 1200.
  • the first friction layer 1200 may be formed of at least one material selected from the group consisting of platinum (Pt), silicon dioxide (SiO2), tungsten (W), chromium (Cr), aluminum (Al), nickel (Ni) And at least one of lead (Pd), silver (Ag), copper (Cu), indium (In), GST (Ge2Sb2Te5), indium tin oxide (ITO), polyethylene terephthalate (PET) .
  • the first friction layer 1200 may be a biological leather, a biological hair, a skin, or a stretchable material.
  • a lower electrode structure 2000 including a lower electrode 2100 and a second rubbing layer 2200 disposed on the lower electrode 2100 and having a second pattern 2220 is prepared (S1200).
  • the lower electrode 2100 may be formed of the same material as the upper electrode 1100.
  • the lower electrode 2100 may be formed of a different material from the upper electrode 1100.
  • the step of preparing the lower electrode structure 2000 may include preparing a second master substrate 2300 having a hardness higher than that of the second rubbing layer 2200 and including a second master pattern 2320, The second friction layer 2200 is pressed onto the second master substrate 2300 to form the second pattern 2220 having a reverse phase of the second master pattern 2320 on the second friction layer 2200 Lt; / RTI >
  • the second rubbing layer 2200 may be pressed onto the second master substrate 2300 while being disposed on the lower electrode 2100. 17, after the second pattern 2220 is formed on the second friction layer 2200, the second friction layer 2200 contacts the lower electrode 2100 (i.e., ). ≪ / RTI >
  • the second rubbing layer 2200 is deformed according to the material type of the second rubbing layer 2200 so that the second rubbing layer 2200 is deformed according to the material type of the second rubbing layer 2200,
  • the threshold value of the pressure at which the pattern 2220 is formed may be different. Accordingly, the pressure applied to the second master substrate 2300 on the second friction layer 2200 may vary depending on the material type of the second friction layer 2200.
  • the second friction layer 2200 and the second master substrate 2300 may be formed of the same material as the first friction layer 1200 and the first master substrate 1300 .
  • the second friction layer 2200 and the second master substrate 2300 may be formed of a material different from the first friction layer 1200 and the first master substrate 1300 have.
  • the upper electrode structure 1000 may be disposed on the lower electrode structure 2000 (S1300).
  • the first rubbing layer 1200 and the second rubbing layer 2200 may be disposed facing each other.
  • the energy harvester device according to the first embodiment can be manufactured.
  • the upper electrode structure 1000 and the lower electrode structure 2000 are deformed by the external physical force, and the friction between the first friction layer 1200 and the second friction layer 2200 Electricity may be generated, a potential difference may occur, and thus energy may be stored.
  • FIG. 18 is a view for explaining an energy harvester device according to a second embodiment of the present invention.
  • the energy harvester device described with reference to FIGS. 14 to 17 is provided, and the first pattern 1220 and the second pattern 2220 may extend in directions intersecting with each other.
  • the first pattern 1220 may extend in the Y-axis direction
  • the second pattern 2220 may extend in the X-axis direction.
  • the first pattern 1220 of the first rubbing layer 1200 and the second pattern 2220 of the second rubbing layer 2200 extend in directions intersecting with each other, So that energy conversion and storage efficiency can be improved.
  • FIG. 19 is a view for explaining an energy harvester device according to a third embodiment of the present invention.
  • first pattern 1220 and the second pattern 2220 can extend in parallel with each other in the same direction.
  • first pattern 1220 and the second pattern 2220 may extend in the X-axis direction.
  • FIG. 20 is a view for explaining an energy harvester device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the first pattern 1220 and the second pattern 2220 extend in parallel with each other in the same direction
  • the line widths of the pattern 1220 and the second pattern 2220 may be different from each other.
  • the first pattern 1220 and the second pattern 2220 may extend in the Y-axis direction and have different line widths.
  • the shapes of the first pattern 1220 and the second pattern 2220 are not limited to those shown in FIGS. 18 to 20 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the invention.
  • FIG. 21 is a view for explaining an energy harvester device according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 22 is a view for explaining an energy harvester device according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 23 is a view for explaining a method of manufacturing the second sub-patterns of the second friction layer of the energy harvester device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the first pattern 1220 includes a first friction layer (not shown) contacted with the upper electrode 1100
  • the first sub patterns 1220a and 1220b may be positioned at different levels from one side of the first sub patterns 1220a and 1200b.
  • the second pattern 2220 may include a plurality of second subpatterns 2200 located at different levels from one surface of the second rubbing layer 2200 in contact with the lower electrode 2100, 2220a, 2220b.
  • a first auxiliary master substrate 3000 including a first auxiliary pattern 3100 is prepared and the first auxiliary master substrate 3000 includes the first friction layer 1200 having the first pattern 1220,
  • the first sub patterns 1220a and 1220b may be formed on the first rubbing layer 1200.
  • the first auxiliary master substrate 3000 may have a hardness greater than or equal to a hardness of the first rubbing layer 1200.
  • the first auxiliary master substrate 3000 may be formed of the same material as the first master substrate 1300 or the second master substrate 2300 or may be formed of another material, 1320 and the second master pattern 2320, or by other methods.
  • the first auxiliary master pattern 3100 may have a different shape, different line width, or different pattern height from the first master pattern 1320.
  • the first rubbing layer 1200 on which the first pattern 1220 is formed is brought into contact with the first auxiliary master substrate 3000 and the first rubbing layer 1200 is formed on the first auxiliary master substrate 3000 A portion of the first pattern 1220 overlaps with the first auxiliary master pattern 3100 to form the deformed first sub pattern 1220a and the first pattern 1220a deformed 1220 may be defined as a 1-2 sub-pattern 1220b.
  • the level L2 of the 1-2 sub-pattern 1220b is larger than the level L2 of the 1-1 second sub-pattern 1220a on the basis of one surface of the first rubbing layer 1200 contacted with the upper electrode 1100, (L1) up to < / RTI >
  • the pressure applied to the first friction layer 1200 and the first auxiliary master substrate 3000 is 0.1 to 10 10 kgf / mm 2, depending on the material type of the first friction layer 1200, 2 < / RTI >
  • a pressure less than the applied pressure in forming the first pattern 1220 may be applied on the first friction layer 1200 and the first auxiliary master substrate 3000.
  • the first friction layer 1200 may be heat-treated, or the first friction layer 1200 may be irradiated with ultraviolet light have.
  • the hardness of the first friction layer 1200 can be improved. Accordingly, even if the first pattern 1220 is pressed by the first auxiliary master substrate 3000, the shape of the portion of the first pattern 1220 that is in contact with the first auxiliary master pattern 3100 is changed The level of the portion of the first pattern 1220 can be changed.
  • a second auxiliary master substrate 4000 including a second auxiliary pattern 4100 is prepared in the same process as the manufacturing method of the first sub patterns 1220a and 1220b,
  • the second sub patterns 2220a and 2220b may be formed on the second friction layer 2200 by pressing the second friction layer 2200 having the second pattern 2220.
  • FIG. 24 is a view for explaining an energy harvester device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • an upper electrode structure 1000 and a lower electrode structure 2000 described with reference to FIGS. 14 to 17 are provided, and the upper electrode structure 1000 and the lower electrode structure 2000 are provided with a function A layer 5000 may be additionally provided.
  • the functional layer 5000 may include a piezoelectric material.
  • the functional layer 5000 may include quartz, ceramics (for example, lead titanate, lead zirconate, and the like).
  • the upper electrode structure 1000 and the lower electrode structure 2000 are deformed by an external physical force, and a potential difference is generated by the triboelectric force from the first and second friction layers 1200 and 2200 A potential difference is generated by the piezoelectric effect, and energy can be stored.
  • the functional layer 5000 may include an insulating material (e.g., an acryl based material, a vinyl based polymer, or the like).
  • an insulating material e.g., an acryl based material, a vinyl based polymer, or the like.
  • energy can be stored by triboelectricity, as described above.
  • 25 is a view for explaining an energy harvester device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • a third pattern 5020a, 5020b may be provided on the surface of the functional layer 5000.
  • the functional layer 5000 may include a first surface facing the first friction layer 1200 and a second surface facing the second friction layer 1300.
  • the first-third pattern 5020a and the third-second pattern 5020b may be provided on the first surface and the second surface, respectively.
  • the step of forming the third patterns 5020a and 5020b of the functional layer 5000 may include a method of forming the first pattern 1220 and the second pattern 2220 described with reference to FIGS. Similarly, a third master substrate having a hardness higher than that of the functional layer 5000 and having a third master pattern is prepared, and the first and second surfaces of the functional layer 5000 are formed of the above- 3 master substrate to form the third patterns 5020a and 5020b having a reverse phase of the third master pattern on the functional layer.
  • FIG. 26 is a view for explaining an energy harvester device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a view for explaining an energy harvester device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the third-first pattern 5020a is formed in a direction intersecting with the first pattern 1220 of the first rubbing layer 1200
  • the third-second pattern 5020b may extend in a direction crossing the second pattern 2220 of the 21st rubbing layer 2200. Accordingly, the deformation caused by the external physical force is improved, and the energy recovery efficiency can be improved.
  • FIG. 27 is a view for explaining an energy harvester device according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the third-first pattern 5020a is positioned at a different level from the first friction layer 1200
  • the third-second pattern (5020b) includes a plurality of third-first sub-patterns (503a, 503b) located at different levels from the second friction layer (2200) Patterns.
  • the 3-1 sub-patterns and the 3-2 sub-patterns may be formed by the method described with reference to FIGS. 22 and 23. FIG.
  • FIG. 28 is a view for explaining an energy harvester device according to a tenth embodiment of the present invention
  • FIG. 29 is a view for explaining an energy harvester device according to an eleventh embodiment of the present invention
  • FIG. 10 and 11 show a method of manufacturing an electrode structure included in an energy harvester device according to an embodiment of the present invention.
  • an energy harvester device includes upper electrode structures 6100 and 6200, lower electrode structures 7100 and 7200, and a functional layer 5000 described with reference to FIG. ).
  • the upper electrode structure 6100 may include an upper support substrate 6100 and an upper electrode 6200 on the upper support substrate 6100.
  • the upper support substrate 6100 may be formed of a flexible material (e.g., PET, PI, etc.).
  • the upper support substrate 6100 may have a concave-convex structure including a convex portion and a convex portion, and the upper electrode 6200 may conformally cover the concave-convex structure of the upper support substrate 6100 .
  • the upper electrode 6200 may be formed of the same material as the upper electrode 1100 described with reference to FIGS.
  • the lower electrode structure 7200 may include a lower support substrate 7100 and a lower electrode 7200 on the lower support substrate 7100.
  • the lower support substrate 7100 may be formed of a flexible material (e.g., PET, PI, etc.).
  • the lower supporting substrate 7100 may have a concave-convex structure including a convex portion and a convex portion and the lower electrode 7200 may conformally cover the concave-convex structure of the lower supporting substrate 710 .
  • the lower electrode 7200 may be formed of the same material as the lower electrode 1100 described with reference to FIGS.
  • the functional layer 5000 may be disposed between the upper electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structures 7100 and 7200.
  • the energy harvester device according to the tenth embodiment of the present invention can recover and store energy using a piezoelectric effect.
  • the functional layer 5000 is formed of an insulating material, the energy harvester device according to the tenth embodiment of the present invention can recover and store energy using a potential difference according to triboelectricity.
  • the functional layer 5000 is disposed between the upper and lower electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structure 7100 and 7200, A first surface that faces the upper electrode 6200 and a second surface that faces the lower electrode 7200, as described herein, wherein the first surface and the second surface A 3-1 pattern 5020a and a 3-2 pattern 5020b may be provided, respectively.
  • the upper supporting substrate 6200 may be prepared and the upper electrode 6100 may be formed on the upper supporting substrate 6200.
  • the upper electrode 6100 may be formed by various methods such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, atomic layer deposition, and solution coating.
  • the upper electrode 6100 and the upper supporting substrate 6200 can be pressed with a pressure equal to or higher than a threshold value. Accordingly, the upper supporting substrate 6100 having the concave-convex structure and the upper electrode 6100 covering the concave-convex structure of the upper supporting substrate 6100 can be formed.
  • the lower electrode structures 7100 and 7200 according to the tenth and eleventh embodiments of the present invention may also be formed in the same manner as the upper electrode structures 6100 and 6200.
  • FIG. 31 is a view for explaining an energy harvester device according to a twelfth embodiment of the present invention
  • FIG. 32 is a view for explaining an energy harvester device according to a thirteenth embodiment of the present invention
  • FIG. 12 and 13 illustrate a method of manufacturing an electrode structure included in an energy harvester device according to an embodiment of the present invention.
  • the energy harvester device includes upper electrode structures 6100 and 6200, lower electrode structures 7100 and 7200, and a functional layer 5000 described with reference to FIG. ).
  • the upper electrode structure 6100 may include an upper support substrate 6100 and an upper electrode 6200 on the upper support substrate 6100, as described with reference to Fig.
  • the upper support substrate 6100 may have a concave-convex structure including convex portions and concave portions.
  • the upper electrode 6200 is disposed on the concavo-convex structure of the upper support substrate 6100 and is provided on the upper surface of the convex portion of the convexo-concave structure and the upper surface of the concave portion of the upper support substrate 6100, It may not be provided on the side connecting the convex portion and the concave portion.
  • the upper electrode 6100 may be provided on the upper surface of the convex portion of the concave-convex structure on the upper surface of the concave portion so as to be spaced apart from each other.
  • the lower electrode structure 7200 may include a lower support substrate 7100 and a lower electrode 7200 on the lower support substrate 7100, as described with reference to FIG.
  • the lower support substrate 7100 may have a concave-convex structure including a convex portion and a convex portion.
  • the lower electrode 7200 is disposed on the concavo-convex structure of the lower support substrate 7100 and is provided on the upper surface of the convex portion of the concave-convex structure of the lower support substrate 7100 and the upper surface of the concave portion, It may not be provided on the side connecting the convex portion and the concave portion.
  • the functional layer 5000 may be disposed between the upper electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structures 7100 and 7200.
  • the functional layer 5000 may be formed of a piezoelectric material or an insulating material.
  • the functional layer 5000 is disposed between the upper and lower electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structure 7100 and 7200, A first surface that faces the upper electrode 6200 and a second surface that faces the lower electrode 7200, as described herein, wherein the first surface and the second surface A 3-1 pattern 5020a and a 3-2 pattern 5020b may be provided, respectively.
  • the upper support substrate 6200 is prepared and a master substrate having a master pattern and having a hardness higher than that of the upper support substrate 6100 is used as the upper support substrate 6200 ) At a pressure equal to or higher than the threshold value.
  • a pressure equal to or higher than the threshold value At a pressure equal to or higher than the threshold value.
  • the upper electrode 6100 may be formed on the upper support substrate 6200.
  • the upper electrode 6100 may be formed by various methods such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, atomic layer deposition, and solution coating.
  • the lower electrode structures 7100 and 7200 may also be formed in the same manner as the upper electrode structures 6100 and 6200.
  • FIGS. 34 and 35 are photographs of a target pattern manufactured according to the pressure-based plastic deformation patterning method and a master substrate for manufacturing the target pattern according to the embodiment of the present invention.
  • a silicon (Si) substrate and a copper (Cu) substrate having a narrow line pattern are prepared.
  • the copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm < 2 > A wide line pattern corresponding to the reversed phase of the narrow line pattern was prepared, and SEM (scanning electron microscope) was taken.
  • a PDMS substrate and a copper (Cu) substrate having protruding dot patterns are prepared.
  • 49 kgf / mm < 2 > was applied to fabricate a depressed dot pattern corresponding to the opposite phase of the protruding dot pattern, and was taken by scanning electron microscope (SEM).
  • a pattern corresponding to a reversed phase of a pattern of a substrate having a relatively high hardness is formed on a substrate having a relatively high hardness by applying pressure to a substrate having a relatively high hardness on a substrate having a relatively low hardness .
  • the Moh's hardness of silicon, copper, and other materials is summarized in Table 1 below.
  • 36 is a photograph of a pattern formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method and a conventional soft imprint method according to an embodiment of the present invention.
  • soft imprinting is performed by applying a force of 5 kgf / mm 2 to a silicon substrate on a PET substrate, and a force of 65 kgf / mm 2 is applied to a silicon substrate on the PET substrate, Pressure plastic deforming patterning according to the embodiment was performed. Then, the PET substrates on which the respective methods were performed were photographed. As can be seen from FIG. 11 (a), no pattern was formed on the PET substrate by the conventional soft imprint method, but it was confirmed that the pattern was formed by the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment.
  • the pattern is easily formed by the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment.
  • a silicon (Si) substrate and a copper (Cu) substrate are prepared.
  • the copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm < 2 > A pressure corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared, and SEM photograph was taken.
  • a copper substrate and a silicon substrate having a line pattern are prepared.
  • the copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm < 2 > A pressure corresponding to the inverse phase of the line pattern was prepared and SEM image was taken.
  • a copper substrate having a line pattern manufactured by referring to FIG. 13 (a) and a silicon substrate having a line pattern are prepared.
  • the copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm < 2 >
  • the silicon substrate was rotated 90 degrees clockwise with respect to the normal line of the upper surface of the copper substrate, and a pressure was applied thereto to form a pattern and SEM image was taken.
  • a copper substrate having a rectangular pattern and a silicon substrate having a line pattern manufactured by referring to FIG. 38 (b) are prepared.
  • the copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm < 2 >
  • the silicon substrate was rotated clockwise by 45 ° with respect to the normal line of the upper surface of the copper substrate, and a pressure was applied thereto to form a pattern, and SEM photograph was taken.
  • the triangular pattern was formed by superimposing the rectangular pattern and the line pattern rotated by 45 ° in the clockwise direction on the copper substrate.
  • the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment can produce patterns of various shapes by contacting the target substrate a plurality of times by rotating the first master substrate.
  • FIG. 39 is a photograph of types of various target substrates to which the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention is applicable.
  • a nickel substrate, an aluminum substrate, a copper substrate, an ITO substrate, a leather, a paper, a copy paper, a squid skin, a hair, a PET substrate, a PMMA substrate, and an SU8 substrate are used as a target substrate in the plastic deformation patterning method according to the embodiment It can be seen that it is possible.
  • FIG. 40 is a photograph of a target substrate manufactured by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • a silicon (Si) substrate and a nickel (Ni) substrate are prepared.
  • the silicon substrate was filled with 49 kgf / mm < 2 > A pressure corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared, and SEM photograph was taken.
  • a nickel substrate and a copper (Cu) substrate prepared according to the method described above with reference to Figure 40 (a) are prepared.
  • On the copper substrate 49 kgf / mm < 2 > A pressure corresponding to the inverse phase of the nickel substrate pattern was prepared, and SEM photograph was taken.
  • FIG. 41 is a graph showing a threshold value of a pressure that is deformed depending on the type of a target substrate in a pressure-based plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • a silicon substrate and a target substrate are prepared.
  • Stress (kgf / mm 2 )
  • the deformed depth was measured.
  • the target substrate when the target substrate was made of a polymer material, it was confirmed that the deformation depth of the target substrate sharply increased when a pressure of 5 kgf / mm 2 or more was applied.
  • the target substrate when the target substrate is a crosslinked polymer material, it was confirmed that the deformation depth of the target substrate sharply increases from when a pressure of 37 kgf / mm 2 or more is applied.
  • the target substrate when the target substrate is made of a metal material, it has been confirmed that the deformation depth of the target substrate sharply increases from when the pressure of 49 kgf / mm 2 or more is applied.
  • the pressure applied to the target substrate varies depending on the type of material of the target substrate, in the method of pressing the plastic deformation patterning according to the above embodiment.
  • FIG. 42 is a photograph of the deformation of the target substrate according to the magnitude of the pressure applied on the target substrate in the pressurizing-type plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
  • a silicon substrate and a copper (Cu) substrate are prepared.
  • the copper substrate was coated with the silicon substrate at 12.25, 24.5, 49, 61.25, 98, and 134.75 kgf / mm < 2 > A pattern corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared and SEM image was taken.
  • the target substrate is made of a metal material, 49 kgf / mm < 2 > It is understood that the above-mentioned pressure must be applied.
  • FIG. 43 is a graph showing the hardness distribution according to the material types of the master substrate and the target substrate used in the pressure-based plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
  • the PMMA exhibits a hardness distribution of 0.7 to 0.8 Gpa
  • the SU-8 exhibits a hardness distribution of 0.8 to 0.9 Gpa
  • the aluminum exhibits a hardness distribution of 0.9 to 1.0 Gpa
  • the nickel has a hardness distribution of 2.6 to 2.7 Gpa
  • the silicon has a hardness distribution of 12.8 to 13 Gpa.
  • the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment can form a pattern on a polymer, a crosslinked polymer, and a metal substrate by using a silicon (Si) substrate as a master substrate.
  • FIG. 44 is a photograph of a pattern of various sizes formed on one substrate by a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • a silicon substrate and an aluminum substrate having a micrometer (um) size pattern are prepared.
  • On the aluminum substrate 40 kgf / mm < 2 > A pressure corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared and photographed.
  • a nickel substrate and an aluminum substrate having a pattern of a millimeter (mm) size are prepared.
  • a pressure of 40 kgf / mm 2 or more was applied to the nickel substrate on the aluminum substrate to prepare a pattern corresponding to a reverse phase of the nickel substrate pattern, and a photograph was taken.
  • a nickel substrate having a pattern of a meter (mm) size is prepared.
  • the nickel substrate having a pattern of a millimeter (mm) size on the aluminum substrate having a pattern of a micrometer (um) size was coated at 40 kgf / mm < 2 > Was applied to the aluminum substrate pattern and the nickel substrate pattern, and a photograph was taken.
  • FIG. 45 is a photograph of a pattern of various line widths and stepped patterns formed on one substrate by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • a silicon oxide substrate was prepared and a trench was formed by a photolithography process. Silicon oxide nanopatterns were formed in the trenches by molecular self-assembly process to produce master patterns with different step and line widths.
  • the copper substrate was pressed with the master pattern having different step and line width to produce a target pattern having different step and line width on the copper substrate as shown in Fig. As can be seen from FIG. 45, it can be seen that patterns having different step and line widths are easily formed.
  • the pressing method plastic deformation multipatterning method and the energy harvester element and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention can be used in a field where fine patterning is required such as a semiconductor field.

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Abstract

Provided is a pressing-type plastic deformation patterning method. The pressing-type plastic deformation patterning method may comprise the steps of: preparing a target substrate; preparing a first master substrate including a first master pattern and having hardness equal to or higher than that of the target substrate; bringing the target substrate into contact with the first master substrate and applying pressure to the target substrate and the first master substrate, thereby forming a first target pattern having a reverse image of the first master pattern on the target substrate; and separating the target substrate and the first master substrate from each other.

Description

가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법.Pressurized plastic deformation multiple patterning method, and energy harvester element and manufacturing method thereof.
본 발명은 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스터 패턴이 형성된 마스터 기판을 이용하여 타겟 기판 상에 타겟 패턴을 형성하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법에 관련된 것이다. The present invention relates to a pressure-based plastic deformation multi-patterning method and an energy harvester element and a manufacturing method thereof, and more particularly, A patterning method, and an energy harvester element and a manufacturing method thereof.
반도체 또는 디스플레이 제조 분야 등 정밀 제조 분야에서는 필름 또는 기판 상에 미세한 패턴을 형성하는 방법으로 포토리소그래피(photholithography) 공정을 이용한 방법이 널리 사용되고 있다. 그런데 이 포토리소그래피 공정은 매우 고가의 장비가 필요할 뿐만 아니라, 공정 시간이 많이 소요되는 문제점도 있다.BACKGROUND ART [0002] In a precision manufacturing field such as a semiconductor or a display manufacturing field, a method using a photolithography process is widely used as a method of forming a fine pattern on a film or a substrate. However, this photolithography process requires not only very expensive equipment, but also requires a long process time.
따라서 이러한 포토리소그래피 공정을 대신하여 임프린팅(imprinting) 공정이 도입되어 사용되고 있다. 임프린팅 공정은 기판 또는 필름 등에 형성하고자 하는 패턴의 반대 형상을 메인롤에 형성한 상태에서 자외선 경화형 수지 등을 이용하여 기판 또는 필름 상에 메인롤을 가압하여 특정한 패턴을 형성하는 방법이다.Accordingly, an imprinting process has been introduced and used instead of such a photolithography process. The imprinting process is a method of forming a specific pattern by pressing a main roll on a substrate or a film by using an ultraviolet curable resin or the like in a state where an opposite shape of a pattern to be formed on a substrate or a film is formed on the main roll.
포토리소그래피를 통하여 만들 수 있는 미세 패턴의 크기는 공정에 사용되는 광원의 파장에 의해서 결정된다. 광원의 파장이 짧을수록 더욱 미세한 나노 패턴을 웨이퍼 위에 만들 수 있다. 현재 진행된 기술로는, 193 nm의 파장을 가지는 ArF 리소그래피 기술에 액침기법을 더해 패터닝 한계를 30 nm정도까지 끌어 올렸다. The size of the fine pattern that can be made through photolithography is determined by the wavelength of the light source used in the process. The shorter the wavelength of the light source, the finer the nanopattern can be made on the wafer. In the current technology, an ArF lithography technique with a wavelength of 193 nm is added to the immersion technique to raise the patterning limit to about 30 nm.
이러한 액침리소그래피 방법을 두 번 또는 세 번의 반복공정을 통하여 20nm이하의 회로 패턴을 만들 수 있다. 하지만 멀티 패터닝 공정은 반복되는 횟수에 비례해 생산시간이 길어지고 생산단가가 증가하게 되는 문제점을 가지고 있다. This immersion lithography method can be used to make circuit patterns of 20 nm or less through two or three repetitions. However, the multi-patterning process has a problem that the production time is prolonged in proportion to the number of repetitions and the production cost increases.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 미세 패턴을 만들기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한 민국 특허 공개 번호 10-2011-0131637(출원번호: 10-2010-0051177, 출원인: 성균관대학교 산학협력단)에는, 액상 물질을 포함하는 탄성체층에 압력을 가해 액적을 용출시켜 액적 패턴을 형성하고, 상기 액적 패턴에 대응하는 음각 패턴을 몰딩 부재에 형성하는, 액적을 이용한 미세패턴 형성 방법이 제공된다. In order to solve these problems, various techniques for making fine patterns have been developed. For example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0131637 (Application No. 10-2010-0051177, filed by Sungkyunkwan Univ. Of Industry & Academy Collaboration) discloses a technique of applying pressure to an elastic layer containing a liquid substance to elute a droplet, And forming an engraved pattern corresponding to the droplet pattern on the molding member.
이 밖에도, 미세 패턴을 형성하기 위한 다양한 기술들이 지속적으로 연구 개발되고 있다. In addition, various techniques for forming fine patterns are continuously being researched and developed.
본 발명이 해결하고 하는 일 기술적 과제는, 용이하게 패턴의 크기 제어가 가능한 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pressurizing type plastic deformation multiple patterning method capable of easily controlling the size of a pattern, and an energy harvesting device and a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 용이하게 패턴의 형상 제어가 가능한 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. It is another object of the present invention to provide a pressure-type plastic deformation multi-patterning method capable of easily controlling the shape of a pattern, and an energy harvester element and a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 마스터 패턴(몰드)와 기판과의 경도 차이, 연성차이, 그리고 탄성계수 차이를 이용하여 패턴을 형성하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another aspect of the present invention is to provide a pressure-based plastic deformation multi-patterning method for forming a pattern using a hardness difference, a ductility difference, and a difference in elastic modulus between a master pattern (mold) and a substrate, And a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 패터닝 대상 소재의 물리적, 기계적 물성 차이를 이용한 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a pressurizing type plastic deformation multiple patterning method using a difference in physical and mechanical properties of a material to be patterned, and an energy harvester element and a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간소화되고 제조 비용이 감소된 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a pressurized plastic deformation multipatterning method and an energy harvesting device in which the manufacturing process is simplified and the manufacturing cost is reduced, and a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 가압방식 소성변형 패터닝 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a pressurized plastic deformation patterning method.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 타겟(target) 기판을 준비하는 단계, 제1 마스터 패턴을 포함하고, 상기 타겟 기판의 경도(hardness) 이상의 경도를 갖는 제1 마스터 기판을 준비하는 단계, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제1 마스터 패턴의 역상을 갖는 제1 타겟 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the pressing method plastic deformation patterning method includes a step of preparing a target substrate, a step of forming a first master substrate including a first master pattern and having a hardness not less than a hardness of the target substrate, Forming a first master pattern on the target substrate by applying a pressure to the target substrate and the first master substrate by bringing the target substrate and the first master substrate into contact with each other, And separating the target substrate and the first master substrate from each other.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판의 물질 종류에 따라 달라지는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the pressure applied on the target substrate and the first master substrate may vary depending on the type of the target substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판의 상부면, 하부면, 및 측면 중 적어도 어느 하나를 통해서, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 압력이 가해지고, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판의 물질 종류에 따라서, 0.1~1010kgf/mm2의 범위를 가지고, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 압력이 가해지는 동안, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판이 회전 또는 진동하거나, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 열이 제공되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the pressing method plastic deformation patterning method is a method of pressing a target substrate and a first master substrate through at least one of an upper surface, a lower surface, and a side surface of the target substrate and the first master substrate, The pressure applied to the target substrate and the first master substrate is in the range of 0.1 to 10 10 kgf / mm 2 depending on the kind of the target substrate and the first master substrate, The target substrate and the first master substrate may be rotated or vibrated while heat is applied to the target substrate and the first master substrate while pressure is applied to the substrate and the first master substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 가해지는 압력의 크기를 조절하여, 상기 제1 타겟 패턴의 높이가 제어되는 것을 포함하고, 상기 제 1 마스터 기판의 상기 제1 마스터 패턴의 형상 변화를 통하여 상기 타겟 기판의 상기 제1 타겟 패턴의 형상이 제어되는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the pressing method plastic deformation patterning method includes controlling a height of the first target pattern by controlling a magnitude of a pressure applied to the target substrate and the first master substrate, And controlling the shape of the first target pattern of the target substrate through the shape change of the first master pattern of the first master substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력이 가해진 상태 또는 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력이 가해지기 전, 접촉된 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 열처리하거나, 또는 접촉된 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 자외선(ultraviolet)을 조사하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the pressurizing type plastic deformation patterning method is a method of pressing the target substrate and the first master substrate in a state in which pressure is applied on the target substrate and the first master substrate, or before the pressure is applied on the target substrate and the first master substrate And a step of irradiating the target substrate and the first master substrate with ultraviolet rays by heat treating the target substrate and the first master substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 상기 제 1 마스터 기판의 상기 제1 마스터 패턴의 폭은 서로 달라, 상기 타겟 기판의 상기 제1 타겟 패턴의 폭이 서로 다른 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, in the pressing method plastic deformation patterning method, the widths of the first master patterns of the first master substrate are different from each other, and the widths of the first target patterns of the target substrate may be different from each other have.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법을 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above technical problems, the present invention provides a pressing method plastic deformation multipatterning method.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 타겟(target) 기판을 준비하는 단계, 제1 마스터 패턴을 포함하고, 상기 타겟 기판의 경도(hardness) 이상의 경도를 갖는 제1 마스터 기판을 준비하는 단계, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제1 마스터 패턴의 역상을 갖는 제1 타겟 패턴을 형성하는 단계, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 분리하는 단계, 제2 마스터 패턴을 포함하고 상기 타겟 기판의 경도 이상의 경도를 갖는 제2 마스터 기판을 준비하는 단계, 및 상기 제1 타겟 패턴이 형성된 상기 타겟 기판 및 제2 마스터 패턴을 포함하는 제2 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제2 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제1 타겟 패턴의 일부가 상기 제2 마스터 패턴과 중첩되어 변형된 제2 타겟 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the pressurizing plastic deformation multiple patterning method comprises the steps of preparing a target substrate, forming a first master substrate having a hardness not less than the hardness of the target substrate, A first master substrate having a reverse phase of the first master pattern on the target substrate by applying a pressure to the target substrate and the first master substrate by bringing the target substrate and the first master substrate into contact with each other, A step of forming a pattern, a step of separating the target substrate and the first master substrate, a step of preparing a second master substrate including a second master pattern and having a hardness not lower than the hardness of the target substrate, A second master substrate having a pattern formed thereon and a second master substrate including a second master pattern, wherein the target substrate and the second master substrate are brought into contact with each other with a pressure And forming a second target pattern in which a part of the first target pattern overlaps with the second master pattern on the target substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 패턴 및 상기 제2 타겟 패턴은 상기 타겟 기판의 상부면 상에 형성되고, 상기 타겟 기판의 하부면을 기준으로, 상기 제1 타겟 패턴의 레벨은, 상기 제2 타겟 패턴까지의 레벨과 다른 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the first target pattern and the second target pattern are formed on the upper surface of the target substrate, and the level of the first target pattern is lower than the lower surface of the target substrate, 2 < / RTI > target pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 상기 제2 타겟 패턴의 상부면의 레벨이, 상기 제1 타겟 패턴의 상부면의 레벨보다 낮은 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the pressure-based plastic deformation multiple patterning method may include a case where the level of the upper surface of the second target pattern is lower than the level of the upper surface of the first target pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 패턴, 및 상기 제2 타겟 패턴은 서로 다른 레벨을 갖되, 서로 동일한 형상을 갖는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first target pattern and the second target pattern may have different levels and have the same shape.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판 및 상기 타겟 기판 상에 가해진 압력과, 상기 제2 마스터 기판 및 상기 타겟 기판 상에 가해진 압력은 서로 다른 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the pressure applied to the first master substrate and the target substrate may be different from the pressure applied to the second master substrate and the target substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 제3 마스터 패턴을 포함하는 제3 마스터 기판을 준비하는 단계, 및 상기 제2 타겟 패턴이 형성된 상기 타겟 기판 및 제3 마스터 패턴을 포함하는 제3 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제3 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제2 타겟 패턴의 일부가 상기 제3 마스터 패턴과 중첩되어 변형된 제3 타겟 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, the pressing method plastic deformation multipatterning method includes a step of preparing a third master substrate including a third master pattern, and a step of forming a second master pattern A third master substrate on which a third master pattern is formed by applying a pressure to the target substrate and the third master substrate to form a third target pattern on the target substrate, And forming a pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 타겟 패턴은 상기 타겟 기판의 상부면 상에 형성되고, 상기 타겟 기판의 하부면을 기준으로, 상기 제3 타겟 패턴의 레벨은, 상기 제1 타겟 패턴 및 상기 제2 타겟 패턴까지의 레벨과 다른 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the third target pattern is formed on the upper surface of the target substrate, and the level of the third target pattern is lower than the lower surface of the target substrate, 2 < / RTI > target pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 패턴, 상기 제2 마스터 패턴, 및 상기 제3 마스터 패턴은 서로 다른 형상인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first master pattern, the second master pattern, and the third master pattern may have different shapes.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 에너지 하베스터 소자의 제조 방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an energy harvester device.
일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 하베스터 소자의 제조 방법은, 상부 전극, 및 상기 상부 전극 상에 배치되고 제1 패턴을 갖는 제1 마찰층을 포함하는 상부 전극 구조체를 형성하는 단계, 하부 전극, 및 상기 하부 전극 상에 배치되고 제2 패턴을 갖는 제2 마찰층을 포함하는 하부 전극 구조체를 형성하는 단계, 상기 제1 마찰층 및 상기 제2 마찰층이 서로 마주보도록, 상기 하부 전극 구조체 상에 상기 상부 전극 구조체를 배치하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 패턴을 갖는 상기 제1 및 제2 마찰층을 형성하는 단계는, 상기 제1 및 제2 마찰층보다 높은 경도를 갖고, 제1 및 제2 마스터 패턴을 갖는 제1 및 제2 마스터 기판을 준비하는 단계, 및According to one embodiment, the method of making the energy harvester element comprises the steps of: forming an upper electrode structure comprising an upper electrode and a first rubbing layer disposed on the upper electrode and having a first pattern; Forming a lower electrode structure including a second rubbing layer disposed on the lower electrode and having a second pattern, forming a lower electrode structure on the lower electrode structure such that the first rubbing layer and the second rubbing layer face each other, Wherein the step of forming the first and second friction layers with the first and second patterns has a higher hardness than the first and second friction layers, And a first master substrate and a second master substrate having a second master pattern, and
상기 제1 및 제2 마찰층을 상기 제1 및 제2 마스터 기판으로 눌러, 상기 제1 및 제2 마찰층 상에, 상기 제1 및 제2 마스터 패턴의 역상을 갖는 상기 제1 및 제2 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. Pressing the first and second rubbing layers against the first and second master substrates to form first and second rubbing patterns on the first and second rubbing layers, To form a second layer.
일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 하베스터 소자의 제조 방법은, 상기 제1 마찰층 및 상기 제2 마찰층 사이에 제3 패턴을 갖는 기능층을 제공하는 단계를 더 포함하되, 상기 기능층을 제공하는 단계는, 상기 기능층보다 높은 경도를 갖고, 제3 마스터 패턴을 갖는 제3 마스터 기판을 준비하는 단, 및 상기 기능층을 상기 제3 마스터 기판으로 눌러, 상기 기능층 상에, 상기 제3 마스터 패턴의 역상을 갖는 상기 제3 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the energy harvester element further comprises providing a functional layer having a third pattern between the first and second rubbing layers, The step of preparing a third master substrate having a hardness higher than that of the functional layer and having a third master pattern and a step of pressing the functional layer on the third master substrate, And forming the third pattern having a reverse phase of the pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마찰층, 상기 제2 마찰층, 및 상기 기능층 상에 가해지는 압력은, 상기 제1 마찰층, 상기 제2 마찰층, 및 상기 기능층의 물질 종류에 따라 달라지는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the pressure applied on the first rubbing layer, the second rubbing layer, and the functional layer depends on the material type of the first rubbing layer, the second rubbing layer, and the functional layer And may vary.
상술된 실시 예에 따라 제조된 에너지 하베스터 소자에 있어서, 상기 제1 패턴은, 상기 상부 전극과 접촉된 상기 제1 마찰층의 일면으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제1 서브 패턴들을 포함하고, 상기 제2 패턴은, 상기 하부 전극과 접촉된 상기 제2 마찰층의 일면으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제2 서브 패턴들을 포함할 수 있다. In the energy harvester device manufactured according to the above-described embodiment, the first pattern may include a plurality of first sub-electrodes positioned at different levels from one surface of the first rubbing layer in contact with the upper electrode, Patterns, and the second pattern may include a plurality of second sub-patterns located at different levels from one surface of the second friction layer in contact with the lower electrode, and having the same shape.
일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 하베스터 소자는, 상기 제1 마찰층 및 상기 제2 마찰층 사이에 배치되고, 제3 패턴을 갖는 기능층을 더 포함하되, 상기 기능층은 상기 제1 마찰층과 대면하는 제1 표면, 및 상기 제2 마찰층과 대면하는 제2 표면을 포함하고, 상기 제3 패턴은, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 각각 제공되는 제3-1 패턴 및 제3-2 패턴을 포함하고, 상기 제3-1 패턴 및 상기 제3-2 패턴의 선폭은, 상기 제1 패턴의 선폭 및 상기 제2 패턴의 선폭과 다른 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the energy harvester element further comprises a functional layer disposed between the first and second friction layers, the functional layer having a third pattern, And a second surface facing the second friction layer, wherein the third pattern comprises a third-1 pattern and a third-third pattern provided on the first surface and the second surface, respectively, 2 patterns, and the line widths of the third-first pattern and the third-second pattern may include a line width of the first pattern and a line width of the second pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3-1 패턴은, 상기 제1 마찰층으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제3-1 서브 패턴들을 포함하고, 상기 제3-2 패턴은, 상기 제2 마찰층으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제3-2 서브 패턴들을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the 3 < rd > -1 pattern includes a plurality of 3-1 sub-patterns which are located at different levels from the first rubbing layer and have the same shape, , And a plurality of third -2 sub-patterns located at different levels from the second friction layer and having the same shape.
본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 제1 마스터 기판으로 타겟 기판을 눌러, 제1 마스터 패턴에 대응하는 제1 타겟 패턴을 상기 타겟 기판 상에 형성하는 단계, 및 제2 마스터 패턴을 갖는 제2 마스터 기판으로 상기 제1 타겟 패턴을 갖는 상기 타겟 기판을 눌러, 상기 제1 타겟 패턴의 일부가 상기 제2 마스터 패턴으로 눌려진 제2 타겟 패턴이 형성되되, 상기 제2 마스터 패턴으로 눌려지지 않은 나머지 일부의 상기 제1 타겟 패턴이 잔존되는 단계를 포함할 수 있다. A pressing method plastic deformation multipatterning method according to an embodiment of the present invention includes a step of pressing a target substrate with a first master substrate to form a first target pattern corresponding to a first master pattern on the target substrate, A second target pattern having a portion of the first target pattern pressed by the second master pattern is formed by pressing the target substrate having the first target pattern with a second master substrate having a master pattern, The remaining portion of the first target pattern that is not pushed by the first target pattern may remain.
상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 상기 타겟 기판의 물질 종류에 따라 상기 타겟 기판이 변하는 압력의 임계값 이상의 압력으로 상기 제1 및 제2 마스터 기판이 상기 타겟 기판을 차례로 누를 수 있다. The pressing method plastically deformable multi patterning method according to the above embodiment may further include a step of pressing the target substrate in sequence by the first and second master substrates at a pressure equal to or higher than a threshold value of the pressure at which the target substrate varies depending on the type of the target substrate. have.
이에 따라, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 경도가 서로 다른 기판들 상에 임계값 이상의 압력을 차례로 가하는 간단한 공정으로 형상, 크기, 및 레벨이 다른 다양한 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 경도가 서로 다른 기판들이 사용됨에 따라 다양한 소재들 상에 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 압력을 가하는 시간을 조절하여 패터닝되는 깊이 다시 말하면 패턴의 높이가 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 나노 선폭, 마이크로 선폭 등 다양한 선폭을 갖는 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 상기 타겟 기판 상에 복수의 패턴들이 형성되는 경우, 상기 패턴들이 형성된 기판의 하부면을 기준으로 상기 패턴들까지의 레벨이 서로 다를 수 있다. Accordingly, the pressing method plastically deformable multi-patterning method according to the embodiment can form various patterns having different shapes, sizes, and levels by a simple process of sequentially applying pressure exceeding a threshold value on substrates having different hardnesses . In addition, since substrates having different hardness are used, a pattern can be formed on various materials. In addition, the depth of patterning, in other words, the height of the pattern, can be easily adjusted by adjusting the time of applying the pressure. In addition, the pressing method plastic deformation multiple patterning method according to the embodiment can form a pattern having various line widths such as a nanowire width and a micro line width. Also, when a plurality of patterns are formed on the target substrate, the levels up to the patterns may be different from each other with respect to the lower surface of the substrate on which the patterns are formed.
이러한 장점들로 인해, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 위조 및 변조 방지 기능을 갖는 제품, 보안기기, 지폐의 제조, 그리고 히터를 포함한 각종 전극, 차폐 필름, 편광 필름, 초발수 필름, 에너지 하베스팅 필름 등의 각종 기능성 필름 제조, 또는 심미감을 일으키는 디자인적 요소로도 활용될 수 있다. Due to these advantages, the pressing method plastic deformation multipatterning method according to the above embodiment can be applied to various types of electrodes, shielding film, polarizing film, and polarizing film including a product having a function of preventing forgery and alteration, a security device, Water repellent film, energy harvesting film, and the like, or as a design element causing aesthetic sensation.
본 발명의 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 제조 방법은, 상부 전극, 및 상기 상부 전극 상에 배치되고 제1 패턴을 갖는 제1 제1 마찰층(first harvesting layer)을 포함하는 상부 전극 구조체를 형성하는 단계, 하부 전극, 및 상기 하부 전극 상에 배치되고 제2 패턴을 갖는 제2 마찰층(second harvesting layer)을 포함하는 하부 전극 구조체를 형성하는 단계, 상기 제1 마찰층 및 상기 제2 마찰층이 서로 마주보도록, 상기 하부 전극 구조체 상에 상기 상부 전극 구조체를 배치하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 패턴을 갖는 상기 제1 및 제2 마찰층을 형성하는 단계는, 상기 제1 및 제2 마찰층을 상기 제1 및 제2 마스터 기판으로 눌러, 상기 제1 및 제2 마찰층 상에, 상기 제1 및 제2 마스터 패턴의 역상을 갖는 상기 제1 및 제2 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing an energy harvester device according to an embodiment of the present invention includes forming an upper electrode structure including an upper electrode and a first first rubbing layer disposed on the upper electrode and having a first pattern Forming a lower electrode structure including a lower electrode and a second rubbing layer disposed on the lower electrode and having a second pattern, the first rubbing layer and the second rubbing layer, Wherein the step of forming the first and second friction layers with the first and second patterns comprises forming the upper and lower electrode structures on the lower and upper electrode structures, Pressing the second friction layer against the first and second master substrates to form the first and second patterns having opposite phases of the first and second master patterns on the first and second friction layers . ≪ / RTI >
상기 제1 및 제2 마찰층의 물질 종류에 따라 상기 제1 및 제2 마찰층이 변형되는 압력의 임계값 이상의 압력으로 상기 제1 및 제2 마스터 기판으로 상기 제1 및 제2 마찰층이 눌려져, 상기 제1 및 제2 마찰층 상에 상기 제1 및 제2 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.The first and second friction layers are pressed to the first and second master substrates at a pressure equal to or higher than a threshold value of the pressure at which the first and second friction layers are deformed according to the kind of the first and second friction layers , The first and second patterns can be easily formed on the first and second friction layers.
또한, 상기 제1 및 제2 마찰층의 상기 제1 및 제2 패턴에 의해, 에너지 변환 효율이 향상된 에너지 하베스트 소자가 제공될 수 있다.Further, by the first and second patterns of the first and second friction layers, an energy harvesting element with improved energy conversion efficiency can be provided.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법을 설명하는 순서도이다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a pressure-based plastic deformation patterning method according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 공정을 나타내는 도면이다. 2 is a view showing a pressing method plastic deformation patterning process according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법 중 마스터 패턴의 다양한 형상을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing various shapes of a master pattern in a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법 중 마스터 패턴 및 상기 마스터 패턴으로 형성된 타겟 패턴의 형상을 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a view showing the shape of a master pattern and a target pattern formed of the master pattern in the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법을 설명하는 순서도이다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a pressure-based plastic deformation patterning method according to a second embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 공정을 나타내는 도면이다. 6 and 7 are views showing a pressurizing type plastic deformation patterning process according to a second embodiment of the present invention.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 공정을 나타내는 도면이다. 8 to 11 are views showing a pressurizing type plastic deformation multiple patterning process according to the third embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법에 사용되는 마스터 기판을 나타내는 도면이다. 12 is a view showing a master substrate used in a pressing method plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법으로 형성된 패턴 구조체의 정면도 및 B 부분의 측면 단면도이다. FIG. 13 is a front view and a side sectional view of a pattern structure formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention. FIG.
도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 나타내는 도면이다. 15 is a view showing an energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 상부 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 16 is a view for explaining a method of manufacturing the upper electrode structure of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 하부 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.17 is a view for explaining a method of manufacturing the lower electrode structure of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.18 is a view for explaining an energy harvester device according to a second embodiment of the present invention.
도 19는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.19 is a view for explaining an energy harvester device according to a third embodiment of the present invention.
도 20은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.20 is a view for explaining an energy harvester device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 21은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 21 is a view for explaining an energy harvester device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG.
도 22는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 제1 마찰층의 제1 서브 패턴들의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 22 is a view for explaining a method of manufacturing the first sub-patterns of the first friction layer of the energy harvester device according to the fifth embodiment of the present invention.
도 23은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 제2 마찰층의 제2 서브 패턴들의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.23 is a view for explaining a method of manufacturing the second sub-patterns of the second friction layer of the energy harvester device according to the fifth embodiment of the present invention.
도 24는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.24 is a view for explaining an energy harvester device according to a sixth embodiment of the present invention.
도 25는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.25 is a view for explaining an energy harvester device according to a seventh embodiment of the present invention.
도 26은 본 발명의 제8 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 26 is a view for explaining an energy harvester device according to an eighth embodiment of the present invention. FIG.
도 27은 본 발명의 제9 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 27 is a view for explaining an energy harvester device according to a ninth embodiment of the present invention. FIG.
도 28은 본 발명의 제10 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다. 28 is a view for explaining an energy harvester device according to a tenth embodiment of the present invention.
도 29는 본 발명의 제11 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다. 29 is a view for explaining an energy harvester device according to an eleventh embodiment of the present invention.
도 30은 본 발명의 제10 및 제11 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자에 포함된 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.30 is a view for explaining a method of manufacturing an electrode structure included in the energy harvester device according to the tenth and eleventh embodiments of the present invention.
도 31은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다. 31 is a view for explaining an energy harvester device according to a twelfth embodiment of the present invention.
도 32는 본 발명의 제13 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.32 is a view for explaining an energy harvester device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
도 33은 본 발명의 제12 및 제13 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자에 포함된 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.33 is a view for explaining a method of manufacturing an electrode structure included in the energy harvester device according to the twelfth and thirteenth embodiments of the present invention.
도 34 및 도 35는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법에 따라 제조된 타겟 패턴 및 상기 타겟 패턴의 제조를 위한 마스터 기판을 촬영한 사진이다. FIGS. 34 and 35 are photographs of a target pattern manufactured according to the pressure-based plastic deformation patterning method and a master substrate for manufacturing the target pattern according to the embodiment of the present invention.
도 36은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법과 종래의 소프트 임프린트 방법으로 형성된 패턴을 비교한 사진이다. 36 is a photograph of a pattern formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method and a conventional soft imprint method according to an embodiment of the present invention.
도 37 및 도 38은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 제조된 다양한 타겟 패턴들을 촬영한 사진이다. 37 and 38 are photographs of various target patterns formed by the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 39는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 적용 가능한 다양한 타겟 기판의 종류를 촬영한 사진이다.FIG. 39 is a photograph of types of various target substrates to which the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention is applicable.
도 40은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 제조된 타겟 기판을 촬영한 사진이다. FIG. 40 is a photograph of a target substrate manufactured by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
도 41은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법 중 타겟 기판의 종류에 따라 변형되는 압력의 임계값을 나타내는 그래프이다. FIG. 41 is a graph showing a threshold value of a pressure that is deformed depending on the type of a target substrate in a pressure-based plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
도 42는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법 중 타겟 기판 상에 가해지는 압력의 크기에 따라 상기 타겟 기판이 변형되는 것을 촬영한 사진이다. FIG. 42 is a photograph of the deformation of the target substrate according to the magnitude of the pressure applied on the target substrate in the pressurizing-type plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 43은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법에 사용되는 마스터 기판 및 타겟 기판의 물질 종류에 따른 경도 분포를 나타내는 그래프이다. FIG. 43 is a graph showing the hardness distribution according to the material types of the master substrate and the target substrate used in the pressure-based plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 44는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 하나의 기판 상에 다양한 크기의 패턴이 형성된 것을 촬영한 사진이다. FIG. 44 is a photograph of a pattern of various sizes formed on one substrate by a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 45는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 하나의 기판 상에 다양한 선폭 및 단차의 패턴이 형성된 것을 촬영한 사진이다. FIG. 45 is a photograph of a pattern of various line widths and stepped patterns formed on one substrate by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises " or " having " are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof. Also, in this specification, the term " connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 설명된다. A pressing method plastic deformation patterning method according to the first embodiment of the present invention is described.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 공정을 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a flowchart for explaining a pressing method plastic deformation patterning method according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a pressing method plastic deformation patterning step according to a first embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 타겟 기판(110) 및 제1 마스터 기판(100)이 준비될 수 있다(S110).Referring to FIGS. 1 and 2, a target substrate 110 and a first master substrate 100 may be prepared (S110).
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)은, 백금(Pt), 이산화규소(SiO2), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 납(Pd), 은(Ag), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 인듐(In), GST(Ge2Sb2Te5), 탄소기반 소재(Carbon, graphene, CNT, fluorine), 2차원 소재(MoS2, BN, WSe2), ITO(Indium Tin Oxide), PET(polyethylene terephthalate), PI(polyimide), polymethyl methacrylate(PMMA), polydimethylsiloxane(PDMS), polystyrene(PS), polyacrylate 및 polymethylpentene 중 어느 하나를 포함하거나, 또는 둘 이상의 소재의 복합된 형태의 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the target substrate 110 may be formed of a metal such as platinum (Pt), silicon dioxide (SiO 2 ), tungsten (W), chromium (Cr), aluminum (Al), nickel (Ni) Pd, Ag, Cu, Pd, Zn, In, GST, Ge 2 Sb 2 Te 5 , Carbon, graphene, CNT (PM), polydimethylsiloxane (PDMS), polystyrene (PS), polystyrene (PS), fluorine, and two-dimensional materials such as MoS 2 , BN, and WSe 2 , indium tin oxide (ITO), polyethylene terephthalate , polyacrylate, polymethylpentene, or a combination of two or more materials.
다른 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)은, 생물의 가죽, 생물의 털, 껍질, 각종 단백질, 섬유소재, 또는 늘어나는(stretchable) 소재 등일 수 있다. According to another embodiment, the target substrate 110 may be a biological leather, a biological hair, a skin, various proteins, a fibrous material, or a stretchable material.
상기 제1 마스터 기판(100)은 제1 마스터 패턴(102)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, 상기 타겟 기판(110)의 경도(hardness) 이상의 경도를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 패턴(102)은, 오목부 및 볼록부를 갖는 요철형태일 수 있다. 상기 제1 마스터 패턴(102)의 형태는 제한되지 않는다.The first master substrate 100 may include a first master pattern 102. According to an exemplary embodiment, the first master substrate 100 may have a hardness greater than or equal to a hardness of the target substrate 110. According to one embodiment, the first master pattern 102 may be in the form of a concavo-convex shape having a concave portion and a convex portion. The shape of the first master pattern 102 is not limited.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, 백금(Pt), 규소(Si), 이산화규소(SiO2), ITO(Indium Tin Oxide), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe), 합금(Alloy) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 복합 소재를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, 광리소그래피(photolithography), 이빔리소그래피(e-beam lithography), 나노임프린트 리소그래피(NIL), EUV(Extreme Ultraviolet) 리소그래피, 패턴전사프린팅, 분자자기조립, 또는 레이저 패터닝 기술로 형성될 수 있다. According to one embodiment, the first master substrate 100, a platinum (Pt), silicon (Si), silicon dioxide (SiO 2), ITO (Indium Tin Oxide), chromium (Cr), nickel (Ni), And may include any one or two or more composite materials of tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe), and alloys (Alloy). According to one embodiment, the first master substrate 100 can be fabricated by any suitable process, such as photolithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography (NIL), extreme ultraviolet (EUV) lithography, pattern transfer printing, Self-assembly, or laser patterning techniques.
다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, PS-PDMS 블록공중합체 고분자 자기조립(self-assembly)으로 형성된 SiOx 또는 PS-PVP로 형성된 MOx(M: 금속)일 수 있다. (x>0) 예를 들어, 상기 블록공중합체 고분자는, PDMS(poly dimethylsiloxane), 폴리아크릴로나이트릴-b-폴리디메틸실록산(polyacrylonitrile-b-polydimethylsiloxane), 폴리에틸렌옥사이드-b-폴리디메틸실록산(polyethylene oxide-b-polydimethylsiloxane), 폴리(2-비닐피리딘)-b-폴리디메틸실록산(poly(2-vinylpyridine)-b-polydimethylsiloxane), 폴리(4-비닐피리딘)-b-폴리디메틸실록산(poly(4-vinylpyridine)-b-polydimethylsiloxane), 폴리메틸메타크릴레이트-b-폴리디메틸실록산 (polymethylmethacrylate-b-polydimethylsiloxane), 폴리아크릴로나이트릴-b-폴리프로필렌(polyacrylonitrile-b-polypropylene), 폴리에틸렌옥사이드-b-폴리프로필렌(poly(ethylene oxide)-b-polypropylene), 폴리아크릴로나이트릴-b-폴리이소부틸렌(polyacrylonitrile-b-polyisobutylene), 폴리에틸렌옥사이드-b-폴리이소부틸렌(poly(ethylene oxide)-b-polyisobutylene), 폴리아크릴로나이트릴-b-폴리에틸렌(polyacrylonitrile-b-polyethylene), 폴리에틸렌옥사이드-b-폴리에틸렌 (poly(ethylene oxide)-b-polyethylene), 폴리아크릴로나이트릴-b-폴리이소프렌 (polyacrylonitrile-b-polyisopyrene), 폴리에틸렌옥사이드-b-폴리이소프렌(poly(ethylene oxide)-b-polyisopyrene), 폴리아크릴로나이트릴-b-폴리클로로프렌(polyacrylonitrile-b-polychloroprene), 폴리에틸렌옥사이드-b-폴리클로로프렌(poly(ethylene oxide)-b-polychloroprene), 폴리아크릴로나이트릴-b-폴리스티렌(polyacrylonitrile-b-polystyrene), 폴리에틸렌옥사이드-b-폴리스티렌(poly(ethylene oxide)-b-polystyrene) 등일 수 있다. According to another embodiment, the first master substrate 100 may be MO x (M: metal) formed of SiO x or PS-PVP formed by PS-PDMS block copolymer self-assembly. (x> 0). For example, the block copolymer polymer may be at least one selected from the group consisting of PDMS (polydimethylsiloxane), polyacrylonitrile-b-polydimethylsiloxane, polyethylene oxide-b-polydimethylsiloxane poly (2-vinylpyridine) -b-polydimethylsiloxane, poly (4-vinylpyridine) -b-polydimethylsiloxane (poly 4-vinylpyridine-b-polydimethylsiloxane, polymethylmethacrylate-b-polydimethylsiloxane, polyacrylonitrile-b-polypropylene, polyethylene oxide- b-polypropylene, polyacrylonitrile-b-polyisobutylene, poly (ethylene oxide) -b-polyisobutylene, ) -b-polyisobutylene, polyacrylonitrile-b-poly Polyethylene oxide-b-polyethylene, polyacrylonitrile-b-polyisoprene, polyethylene oxide-b-polyethylene, Poly (ethylene oxide) -b-polychloroprene, polyacrylonitrile-b-polychloroprene, poly (ethylene oxide) -b-polychloroprene) Polyacrylonitrile-b-polystyrene, poly (ethylene oxide) -b-polystyrene), and the like.
상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)은 접촉될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력이 가해질 수 있다. 예를 들어, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 5 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다.The target substrate 110 and the first master substrate 100 may be in contact with each other. According to one embodiment, pressure may be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 that are contacted. For example, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)의 물질 종류에 따라서, 0.1~1010kgf/mm2의 범위를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 압력이 가해지는 동안, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)이 회전 또는 진동하거나, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 열이 제공될 수 있다.The pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be in the range of 0.1 to 10 10 kgf / mm < 2 > depending on the material of the target substrate 110 and the first master substrate 100. [ . ≪ / RTI > The target substrate 110 and the first master substrate 100 are rotated or vibrated while the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Heat can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 제1 타겟 패턴(112)이 형성될 수 있다(S120). 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 패턴(112)은, 상기 제1 마스터 패턴(102)의 역상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마스터 패턴(102)이 좁은 라인(narrow line) 형상을 가지는 경우, 상기 제1 타겟 패턴(112)은 넓은 라인(wide line) 형상을 가질 수 있다. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110 (S120). According to one embodiment, the first target pattern 112 may have a reverse phase of the first master pattern 102. For example, when the first master pattern 102 has a narrow line shape, the first target pattern 112 may have a wide line shape.
상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 가해지는 압력의 크기를 조절하여, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 높이가 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 가해지는 압력의 크기가 커질수록, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 높이가 길어질 수 있다.The height of the first target pattern 112 can be controlled by controlling the magnitude of the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100. Specifically, as the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 increases, the height of the first target pattern 112 may become longer.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)이 접촉하기 전, 상기 제 1 마스터 기판(100) 및 상기 타겟 기판(110)의 표면 특성을 개질하는 열처리, 내마모성 화학적 방법, 또는 물리적 방법에 의한 표면처리 또는 코팅이 수행될 수 있다. 열처리, 내마모성 화학처리, 또는 물리적 코팅에 의해, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)의 접촉 표면 또는 전체 표면 특성이 개질될 수 있다. 예를 들어, 내마모성 화학처리 또는 화학적 코팅으로는, 각종 작용기(예, CH3)를 이용한 소수성 또는 친수성 처리, 표면화학반응에 의한 피막형성처리, 무전해도금, 이온교환도금, 화학에칭, 화학연마, 부동태 처리, 전기도금(Electroplating), 전기영동(E-plating), 전기화학에칭, 전해연마, 플라즈마 전해산화법(PEO코팅법), 애노다이징(Anodizing), 플라즈마 스프레잉(Plasma spraying), 화학기상증착법(CVD) 등 중에서 어느 하나일 수 있고, 물리적 코팅은, 스퍼터(Sputter), 이베포레이터(E-beam 또는 thermal evaporator) 등의 장비를 이용한 물리기상증착법(PVD) 중에서 어느 하나일 수 있다.The first master substrate 100 and the target substrate 110 before the target substrate 110 and the first master substrate 100 are contacted with each other, Chemical treatment, or surface treatment or coating by physical methods can be carried out. The contact surface or the overall surface properties of the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be modified by heat treatment, abrasion-resistant chemical treatment, or physical coating. For example, the abrasion-resistant chemical treatment or the chemical coating may include hydrophobic or hydrophilic treatment using various functional groups (e.g., CH3), film formation treatment by surface chemical reaction, electroless plating, ion exchange plating, chemical etching, chemical polishing, Electroplating, Electro-chemical etching, Electrolytic polishing, Plasma electrolytic oxidation (PEO coating), Anodizing, Plasma spraying, Chemical vapor deposition And physical vapor deposition (PVD) using equipment such as a sputter, an E-beam or a thermal evaporator, or the like.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)은 열처리 될 수 있다. The target substrate 110 and the first master substrate 100, which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Can be heat-treated.
다른 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 또는 상기 타겟 기판(110) 상에 자외선(ultraviolet)이 조사될 수 있다.According to another embodiment, the target substrate 110 and the first master substrate 100, which are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, Or ultraviolet light may be irradiated onto the target substrate 110.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)은 열처리와 함께 자외선이 조사될 수 있다. According to another embodiment, the target substrate 110 and the first master substrate 100 (not shown) are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, ) Can be irradiated with ultraviolet rays together with heat treatment.
이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)이 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 후술되는 바와 같이, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 이 용이하게 분리될 수 있다.Accordingly, the first target pattern 112 can be easily formed on the target substrate 110. In addition, as will be described later, the contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 can be easily separated.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)의 물질 종류에 따라 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값이 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판(110)의 물질 종류에 따라 달라질 수 있다. According to one embodiment, the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed may be different depending on the kind of the target substrate 110. Accordingly, the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may vary depending on the material type of the target substrate 110.
예를 들어, 상기 타겟 기판(110)이 고분자 소재(예를 들어, PMMA)인 경우, 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값은 5 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 5 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다. For example, when the target substrate 110 is a polymer material (for example, PMMA), the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed is 5 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
다른 예를 들어, 상기 타겟 기판(110)이 가교된(cross-linked) 고분자 소재(예를 들어, PET)인 경우, 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값은 37 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 37 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다. In another example, when the target substrate 110 is a cross-linked polymeric material (e.g., PET), the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 37 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 37 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
또 다른 예를 들어, 상기 타겟 기판(110)이 기판이 금속 소재(예를 들어, 구리)인 경우, 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값은 49 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 49 kgf/mm2 이상의 힘이 가해질 수 있다. In another example, when the target substrate 110 is a metal material (e.g., copper), the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 49 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a force of 49 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)이 실리콘을 포함하는 경우, 상기 타겟 기판(110)은 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속을 포함하는 상기 타겟 기판(110)은, 실리콘을 포함하는 상기 제1 마스터 기판(100)으로 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성될 수 있다. According to one embodiment, when the first master substrate 100 includes silicon, the target substrate 110 may include a metal. Specifically, the target substrate 110 including a metal may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)이 실리콘을 포함하는 경우, 상기 타겟 기판(110)은 고분자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 고분자를 포함하는 상기 타겟 기판(110)은, 실리콘을 포함하는 상기 제1 마스터 기판(100)으로 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성될 수 있다. According to another embodiment, when the first master substrate 100 includes silicon, the target substrate 110 may include a polymer. Specifically, the target substrate 110 including the polymer may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)은 분리될 수 있다(S130).The contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 may be separated (S130).
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)은 상기 제1 마스터 기판(100)으로 복수회 접촉될 수 있다. 다시 말하면, 상기 타겟 기판(110)은 상기 제1 마스터 기판(100)으로 1차적으로 눌려져 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 다시 상기 제1 마스터 기판(100)으로 2차적으로 눌려질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 타겟 패턴(110)은 형상이 변형될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 상기 제1 마스터 기판(100)의 상부면의 법선을 회전축으로 상기 제1 마스터 기판(100)을 회전시킨 후, 상기 타겟 기판(110)을 누를 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110)의 상기 제1 타겟 패턴(112)이 변형될 수 있다.  According to one embodiment, the target substrate 110 may be contacted to the first master substrate 100 a plurality of times. In other words, the target substrate 110 is first pressed by the first master substrate 100 to form the first target pattern 112, and then the second target substrate 112 is pressed secondarily by the first master substrate 100 . In this case, the shape of the first target pattern 110 may be deformed. Specifically, for example, after the first target pattern 112 is formed, the first master substrate 100 is rotated with the normal line of the upper surface of the first master substrate 100 as a rotation axis, (110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed.
다른 예를 들어, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 상기 제1 마스터 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로 상기 제1 마스터 기판(100)을 이동시킨 후, 상기 타겟 기판(110)을 누를 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110)의 상기 제1 타겟 패턴(112)이 변형될 수 있다. 결과적으로, 상기 타겟 기판(110) 상에 다양한 형상 및 크기의 패턴이 형성될 수 있다.Alternatively, after the first target pattern 112 is formed, the first master substrate 100 may be moved in a direction parallel to the upper surface of the first master substrate 100, 110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed. As a result, patterns of various shapes and sizes can be formed on the target substrate 110.
상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 상기 타겟 기판(110)을 준비하는 단계, 상기 제1 마스터 패턴(102)을 포함하고, 상기 타겟 기판(110)의 경도 이상의 경도를 갖는 상기 제1 마스터 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)을 접촉시켜 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)을 형성하는 단계, 및 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)을 분리하는 단계를 포함하되, 상기 타겟 기판(110)의 물질 종류에 따라 상기 타겟 기판(110)이 변하는 압력의 임계값 이상의 압력으로 상기 제1 마스터 기판 및 상기 타겟 기판(110)이 접촉될 수 있다. The pressing method plastic deformation patterning method according to the first embodiment of the present invention may include the steps of preparing the target substrate 110, including the first master pattern 102, Preparing a first master substrate 100 having a hardness equal to or greater than the hardness of the first master pattern 100 and contacting the first substrate 110 and the first master substrate 100 to form the first target pattern 112 , And separating the target substrate (110) and the first master substrate (100) from each other, wherein a pressure of the target substrate (110) varies depending on the kind of the target substrate The first master substrate and the target substrate 110 can be brought into contact with each other with a pressure equal to or higher than a threshold value of the first master substrate.
이에 따라, 경도가 서로 다른 기판들 상에 임계값 이상의 압력을 가하는 간단한 공정으로 형상 및 크기가 다양한 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 다양한 소재들 상에 패턴을 형성할 수 있고, 또한, 나노 선폭(1~100nm), 마이크로 선폭(0.1~100㎛), 센티미터 선폭(0.1~100mm), 미터 선폭(0~100m) 등 다양한 선폭을 갖는 패턴을 형성할 수 있다. Accordingly, a pattern having various shapes and sizes can be formed by a simple process of applying a pressure equal to or higher than a threshold value to substrates having different hardnesses. In addition, it is possible to form a pattern on various materials, and it is also possible to form a pattern on a variety of materials, and also to form a pattern on a wide variety of materials such as a nano line width (1 to 100 nm), a micro line width (0.1 to 100 m), a centimeter line width (0.1 to 100 mm) A pattern having a line width can be formed.
이러한 장점들로 인해, 상기 실시 예에 따른 소성변형 패터닝 방법은, 위조 및 변조 방지 기능을 갖는 제품, 보안기기, 지폐의 제조, 그리고 히터를 포함한 각종 전극, 차폐 필름, 편광 필름, 초발수 필름, 에너지 하베스팅 필름 등의 각종 기능성 필름 제조, 또는 심미감을 일으키는 디자인적 요소로도 활용될 수 있다. Due to these advantages, the plastic deformation patterning method according to the above embodiment can be applied to various products including a product having a function of preventing forgery and alteration, a security device, a bill, and various electrodes including a heater, a shielding film, a polarizing film, Energy harvesting film, and the like, or as a design element causing aesthetics.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법 중 마스터 패턴의 다양한 형상을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing various shapes of a master pattern in a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
도 3의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 마스터 패턴은, 삼각형(triangle) 형상을 가질 수 있다. 도 3 (b)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 마스터 패턴은, 피라미드(pyramid) 형상을 가질 수 있다. 도 3의 (c)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 마스터 패턴은, sprout 형상을 가질 수 있다. 도 3의 (d)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 마스터 패턴은, half cylinder 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 3 (a), the master pattern according to the embodiment may have a triangle shape. Referring to FIG. 3 (b), the master pattern according to the embodiment may have a pyramid shape. Referring to FIG. 3 (c), the master pattern according to the embodiment may have a sprout shape. Referring to FIG. 3 (d), the master pattern according to the embodiment may have a half cylinder shape.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법 중 마스터 패턴 및 상기 마스터 패턴으로 형성된 타겟 패턴의 형상을 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a view showing the shape of a master pattern and a target pattern formed of the master pattern in the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 4의 (a)를 참조하면, 상기 마스터 패턴은 좁은 라인 형상을 가질 수 있다. 상기 마스터 패턴을 상술된 제1 실시 예에 따라 상기 타겟 기판과 접촉시킨 경우, 상기 타겟 패턴은 넓은 라인 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4A, the master pattern may have a narrow line shape. When the master pattern is brought into contact with the target substrate according to the first embodiment described above, the target pattern may have a wide line shape.
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 마스터 패턴은 사각형(square) 형상을 가질 수 있다. 상기 마스터 패턴을 상술된 제1 실시 예에 따라 상기 타겟 기판과 접촉시킨 경우, 상기 타겟 패턴은 그물(mesh) 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4 (b), the master pattern may have a square shape. When the master pattern is brought into contact with the target substrate according to the first embodiment described above, the target pattern may have a mesh shape.
도 4의 (c)를 참조하면, 상기 마스터 패턴은 dot 형상을 가질 수 있다. 상기 마스터 패턴을 상술된 제1 실시 예에 따라 상기 타겟 기판과 접촉시킨 경우, 상기 타겟 패턴은 hole 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4 (c), the master pattern may have a dot shape. When the master pattern is brought into contact with the target substrate according to the first embodiment described above, the target pattern may have a hole shape.
도 4의 (d)를 참조하면, 상기 마스터 패턴은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 상기 마스터 패턴을 상술된 제1 실시 예에 따라 상기 타겟 기판과 접촉시킨 경우, 상기 타겟 패턴은 역사다리꼴 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4 (d), the master pattern may have a trapezoidal shape. When the master pattern is brought into contact with the target substrate according to the first embodiment described above, the target pattern may have an inverted trapezoidal shape.
이상, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 설명되었다. 이하, 상기 제1 타겟 패턴 상에 제2 마스터 패턴을 갖는 제2 마스터 기판이 접촉되어, 제2 타겟 패턴이 형성되는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압방식 패터닝 방법이 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명된다. As described above, the pressing method plastic deformation patterning method according to the first embodiment of the present invention has been described. 5 to 7, a second method of patterning according to the second embodiment of the present invention, in which a second master substrate having a second master pattern is brought into contact with the first target pattern to form a second target pattern, .
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법을 설명하는 순서도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 공정을 나타내는 도면이다. FIG. 5 is a flow chart for explaining a pressurizing method plastic deformation patterning method according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are views showing a pressurizing method plastic deformation patterning process according to a second embodiment of the present invention.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 타겟 기판(110)이 준비된다(S210). 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)은, 백금(Pt), 이산화규소(SiO2), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 납(Pd), 은(Ag), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 인듐(In), GST(Ge2Sb2Te5), 탄소기반 소재(Carbon, graphene, CNT, fluorine), 2차원 소재(MoS2, BN, WSe2), ITO(Indium Tin Oxide), PET(polyethylene terephthalate), PI(polyimide), polymethyl methacrylate(PMMA), polydimethylsiloxane(PDMS), polystyrene(PS), polyacrylate 및 polymethylpentene 중 어느 하나를 포함하거나, 또는 둘 이상의 소재의 복합된 형태의 것을 포함할 수 있다.5 to 7, a target substrate 110 is prepared (S210). According to one embodiment, the target substrate 110 may be formed of a metal such as platinum (Pt), silicon dioxide (SiO 2 ), tungsten (W), chromium (Cr), aluminum (Al), nickel (Ni) , lead (Pd), silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), zinc (Zn), indium (In), GST (Ge 2 Sb 2 Te 5), the carbon-based material (carbon, graphene, CNT (PM), polydimethylsiloxane (PDMS), polystyrene (PS), polystyrene (PS), fluorine, and two-dimensional materials such as MoS 2 , BN, and WSe 2 , indium tin oxide (ITO), polyethylene terephthalate , polyacrylate, polymethylpentene, or a combination of two or more materials.
다른 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)은, 생물의 가죽, 생물의 털, 껍질, 각종 단백질, 섬유소재, 또는 늘어나는(stretchable) 소재 등일 수 있다. According to another embodiment, the target substrate 110 may be a biological leather, a biological hair, a skin, various proteins, a fibrous material, or a stretchable material.
제1 마스터 패턴(102)을 포함하는 제1 마스터 기판(100)이 준비될 수 있다(S220).The first master substrate 100 including the first master pattern 102 may be prepared (S220).
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, 상기 타겟 기판(110)의 경도(hardness) 이상의 경도를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 패턴(102)은, 오목부 및 볼록부를 갖는 요철형태일 수 있다. 상기 제1 마스터 패턴(102)의 형태는 제한되지 않는다.According to an exemplary embodiment, the first master substrate 100 may have a hardness greater than or equal to a hardness of the target substrate 110. According to one embodiment, the first master pattern 102 may be in the form of a concavo-convex shape having a concave portion and a convex portion. The shape of the first master pattern 102 is not limited.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, 백금(Pt), 규소(Si), 이산화규소(SiO2), ITO(Indium Tin Oxide), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe), 합금(Alloy) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 복합 소재를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, 광리소그래피(photolithography), 이빔리소그래피(e-beam lithography), 나노임프린트 리소그래피(NIL), EUV(Extreme Ultraviolet) 리소그래피, 패턴전사프린팅, 분자자기조립, 또는 레이저 패터닝 기술로 형성될 수 있다. According to one embodiment, the first master substrate 100, a platinum (Pt), silicon (Si), silicon dioxide (SiO 2), ITO (Indium Tin Oxide), chromium (Cr), nickel (Ni), And may include any one or two or more composite materials of tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe), and alloys (Alloy). According to one embodiment, the first master substrate 100 can be fabricated by any suitable process, such as photolithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography (NIL), extreme ultraviolet (EUV) lithography, pattern transfer printing, Self-assembly, or laser patterning techniques.
다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)은, PS-PDMS 블록공중합체 고분자 자기조립(self-assembly)으로 형성된 SiOx 또는 PS-PVP로 형성된 MOx(M: 금속)일 수 있다. (x>0) 예를 들어, 상기 블록공중합체 고분자는, 상술된 제1 실시 예에 따른 블록공중합체 고분자와 같을 수 있다. According to another embodiment, the first master substrate 100 may be MO x (M: metal) formed of SiO x or PS-PVP formed by PS-PDMS block copolymer self-assembly. (x> 0). For example, the block copolymer polymer may be the same as the block copolymer polymer according to the first embodiment described above.
상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)을 접촉시키되, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 마스터 패턴(102)의 역상을 갖는 제1 타겟 패턴(112)이 형성될 수 있다(S230). 예를 들어, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 5 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다.The target substrate 110 and the first master substrate 100 are brought into contact with each other and a pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, A first target pattern 112 having a reversed phase of one master pattern 102 may be formed (S230). For example, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)의 물질 종류에 따라서, 0.1~1010kgf/mm2의 범위를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 압력이 가해지는 동안, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)이 회전 또는 진동하거나, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 열이 제공될 수 있다.The pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be in the range of 0.1 to 10 10 kgf / mm < 2 > depending on the material of the target substrate 110 and the first master substrate 100. [ . ≪ / RTI > The target substrate 110 and the first master substrate 100 are rotated or vibrated while the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Heat can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 제1 타겟 패턴(112)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 패턴(112)은, 상기 제1 마스터 패턴(102)의 역상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마스터 패턴(102)이 좁은 라인(narrow line) 형상을 가지는 경우, 상기 제1 타겟 패턴(112)은 넓은 라인(wide line) 형상을 가질 수 있다. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110. According to one embodiment, the first target pattern 112 may have a reverse phase of the first master pattern 102. For example, when the first master pattern 102 has a narrow line shape, the first target pattern 112 may have a wide line shape.
상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 가해지는 압력의 크기를 조절하여, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 높이가 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)에 가해지는 압력의 크기가 커질수록, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 높이가 길어질 수 있다.The height of the first target pattern 112 can be controlled by controlling the magnitude of the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100. Specifically, as the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 increases, the height of the first target pattern 112 may become longer.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)이 접촉하기 전, 상기 제 1 마스터 기판(100) 및 상기 타겟 기판(110)의 표면 특성을 개질하는 열처리, 내마모성 화학적 방법, 또는 물리적 방법에 의한 표면처리 또는 코팅이 수행될 수 있다. 열처리, 내마모성 화학처리, 또는 물리적 코팅에 의해, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)의 접촉 표면 또는 전체 표면 특성이 개질될 수 있다. 예를 들어, 내마모성 화학처리 또는 화학적 코팅으로는, 각종 작용기(예, CH3)를 이용한 소수성 또는 친수성 처리, 표면화학반응에 의한 피막형성처리, 무전해도금, 이온교환도금, 화학에칭, 화학연마, 부동태 처리, 전기도금(Electroplating), 전기영동(E-plating), 전기화학에칭, 전해연마, 플라즈마 전해산화법(PEO코팅법), 애노다이징(Anodizing), 플라즈마 스프레잉(Plasma spraying), 화학기상증착법(CVD) 등 중에서 어느 하나일 수 있고, 물리적 코팅은, 스퍼터(Sputter), 이베포레이터(E-beam 또는 thermal evaporator) 등의 장비를 이용한 물리기상증착법(PVD) 중에서 어느 하나일 수 있다.The first master substrate 100 and the target substrate 110 before the target substrate 110 and the first master substrate 100 are contacted with each other, Chemical treatment, or surface treatment or coating by physical methods can be carried out. The contact surface or the overall surface properties of the target substrate 110 and the first master substrate 100 may be modified by heat treatment, abrasion-resistant chemical treatment, or physical coating. For example, the abrasion-resistant chemical treatment or the chemical coating may include hydrophobic or hydrophilic treatment using various functional groups (e.g., CH3), film formation treatment by surface chemical reaction, electroless plating, ion exchange plating, chemical etching, chemical polishing, Electroplating, Electro-chemical etching, Electrolytic polishing, Plasma electrolytic oxidation (PEO coating), Anodizing, Plasma spraying, Chemical vapor deposition And physical vapor deposition (PVD) using equipment such as a sputter, an E-beam or a thermal evaporator, or the like.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)은 열처리 될 수 있다. The target substrate 110 and the first master substrate 100, which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100, Can be heat-treated.
다른 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 또는 상기 타겟 기판(110) 상에 자외선(ultraviolet)이 조사될 수 있다.According to another embodiment, the target substrate 110 and the first master substrate 100, which are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, Or ultraviolet light may be irradiated onto the target substrate 110.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)은 열처리와 함께 자외선이 조사될 수 있다. According to another embodiment, the target substrate 110 and the first master substrate 100 (not shown) are brought into contact with each other before or after the pressure is applied on the target substrate 110 and the first master substrate 100, ) Can be irradiated with ultraviolet rays together with heat treatment.
이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)이 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 후술되는 바와 같이, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 이 용이하게 분리될 수 있다.Accordingly, the first target pattern 112 can be easily formed on the target substrate 110. In addition, as will be described later, the contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 can be easily separated.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)의 물질 종류에 따라 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값이 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판(110)의 물질 종류에 따라 달라질 수 있다. According to one embodiment, the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed may be different depending on the kind of the target substrate 110. Accordingly, the pressure applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100 may vary depending on the material type of the target substrate 110.
예를 들어, 상기 타겟 기판(110)이 고분자 소재(예를 들어, PMMA)인 경우, 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값은 5 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 5 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다. For example, when the target substrate 110 is a polymer material (for example, PMMA), the threshold value of the pressure at which the target substrate 110 is deformed is 5 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
다른 예를 들어, 상기 타겟 기판(110)이 가교된(cross-linked) 고분자 소재(예를 들어, PET)인 경우, 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값은 37 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 37 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다. In another example, when the target substrate 110 is a cross-linked polymeric material (e.g., PET), the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 37 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a pressure of 37 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
또 다른 예를 들어, 상기 타겟 기판(110)이 기판이 금속 소재(예를 들어, 구리)인 경우, 상기 타겟 기판(110)이 변형되는 압력의 임계값은 49 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100) 상에 49 kgf/mm2 이상의 힘이 가해질 수 있다. In another example, when the target substrate 110 is a metal material (e.g., copper), the threshold pressure at which the target substrate 110 is deformed is 49 kgf / mm 2 Lt; / RTI > Accordingly, a force of 49 kgf / mm 2 or more can be applied to the target substrate 110 and the first master substrate 100.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)이 실리콘을 포함하는 경우, 상기 타겟 기판(110)은 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속을 포함하는 상기 타겟 기판(110)은, 실리콘을 포함하는 상기 제1 마스터 기판(100)으로 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성될 수 있다. According to one embodiment, when the first master substrate 100 includes silicon, the target substrate 110 may include a metal. Specifically, the target substrate 110 including a metal may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(100)이 실리콘을 포함하는 경우, 상기 타겟 기판(110)은 고분자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 고분자를 포함하는 상기 타겟 기판(110)은, 실리콘을 포함하는 상기 제1 마스터 기판(100)으로 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성될 수 있다. According to another embodiment, when the first master substrate 100 includes silicon, the target substrate 110 may include a polymer. Specifically, the target substrate 110 including the polymer may be pressed by the first master substrate 100 including silicon. Accordingly, the first target pattern 112 may be formed on the target substrate 110.
접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제1 마스터 기판(100)은 분리될 수 있다(S240).The contacted target substrate 110 and the first master substrate 100 may be separated (S240).
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)은 상기 제1 마스터 기판(100)으로 복수회 접촉될 수 있다. 다시 말하면, 상기 타겟 기판(110)은 상기 제1 마스터 기판(100)으로 1차적으로 눌려져 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 다시 상기 제1 마스터 기판(100)으로 2차적으로 눌려질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 타겟 패턴(110)은 형상이 변형될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 상기 제1 마스터 기판(100)의 상부면의 법선을 회전축으로 상기 제1 마스터 기판(100)을 회전시킨 후, 상기 타겟 기판(110)을 누를 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110)의 상기 제1 타겟 패턴(112)이 변형될 수 있다. According to one embodiment, the target substrate 110 may be contacted to the first master substrate 100 a plurality of times. In other words, the target substrate 110 is first pressed by the first master substrate 100 to form the first target pattern 112, and then the second target substrate 112 is pressed secondarily by the first master substrate 100 . In this case, the shape of the first target pattern 110 may be deformed. Specifically, for example, after the first target pattern 112 is formed, the first master substrate 100 is rotated with the normal line of the upper surface of the first master substrate 100 as a rotation axis, (110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed.
다른 예를 들어, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 상기 제1 마스터 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로 상기 제1 마스터 기판(100)을 이동시킨 후, 상기 타겟 기판(110)을 누를 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110)의 상기 제1 타겟 패턴(112)이 변형될 수 있다. 결과적으로, 상기 타겟 기판(110) 상에 다양한 형상 및 크기의 패턴이 형성될 수 있다.Alternatively, after the first target pattern 112 is formed, the first master substrate 100 may be moved in a direction parallel to the upper surface of the first master substrate 100, 110). Accordingly, the first target pattern 112 of the target substrate 110 can be deformed. As a result, patterns of various shapes and sizes can be formed on the target substrate 110.
제2 마스터 패턴(202)을 포함하는 제2 마스터 기판(200)이 준비될 수 있다(S250). 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 마스터 기판(200)은, 상기 타겟 기판(110)의 경도(hardness) 이상의 경도를 가질 수 있다. 상기 제2 마스터 기판(200)은, 상기 제1 마스터 기판(100)과 동일한 물질로 형성되거나, 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2 마스터 패턴(202)은 상기 제1 마스터 패턴(102)과 동일한 방법, 또는 다른 방법으로 형성될 수 있다.The second master substrate 200 including the second master pattern 202 may be prepared (S250). According to one embodiment, the second master substrate 200 may have a hardness not less than a hardness of the target substrate 110. The second master substrate 200 may be formed of the same material as that of the first master substrate 100, or may be formed of another material. The second master pattern 202 may be formed by the same method as the first master pattern 102 or by other methods.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 마스터 패턴(202)은 상기 제1 마스터 패턴(102)과 다른 형상, 다른 선폭, 또는 다른 패턴 높이를 가질 수 있다. Also, according to one embodiment, the second master pattern 202 may have a shape different from the first master pattern 102, a different line width, or another pattern height.
상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 상기 타겟 기판(110) 및 제2 마스터 패턴(202)을 포함하는 제2 마스터 기판(200)을 접촉시키되, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200) 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)의 일부가 상기 제2 마스터 패턴(202)과 중첩되어 변형된 제2 타겟 패턴(114)이 형성될 수 있다(S260). 예를 들어, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200) 상에 5 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다.The target substrate 110 having the first target pattern 112 and the second master substrate 200 including the second master pattern 202 are brought into contact with each other while the target substrate 110 and the second master substrate 200, A portion of the first target pattern 112 is overlapped with the second master pattern 202 on the target substrate 110 by applying a pressure on the second target pattern 200 to form a second target pattern 114 deformed, (S260). For example, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200.
상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200)에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200)의 물질 종류에 따라서, 0.1~1010kgf/mm2의 범위를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200)에 압력이 가해지는 동안, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200)이 회전 또는 진동하거나, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200)에 열이 제공될 수 있다.The pressure applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200 may be 0.1-10 10 kgf / mm 2 , depending on the type of the target substrate 110 and the second master substrate 200. . ≪ / RTI > The target substrate 110 and the second master substrate 200 may be rotated or vibrated while the pressure is applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200, The target substrate 110 and the second master substrate 200 may be provided with heat.
일 실시 예에 따르면, 상술된 바와 같이, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200)이 접촉하기 전, 상기 제2 마스터 기판(200)의 표면 특성을 개질하는 열처리, 내마모성 화학적 방법, 또는 물리적 방법에 의한 표면처리 또는 코팅이 수행될 수 있다.According to one embodiment, as described above, before the target substrate 110 and the second master substrate 200 are brought into contact with each other, a heat treatment, an abrasion-resistant chemical method of modifying the surface characteristics of the second master substrate 200 , Or surface treatment or coating by physical methods can be carried out.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200) 상에 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 열처리, 자외선 조사 등이 수행될 수 있다. Also, according to one embodiment, the target substrate 110 and the second master substrate 200 may be subjected to heat treatment, ultraviolet ray irradiation, or the like, before or after the pressure is applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200.
상술된 바와 같이, 상기 제2 타겟 패턴(114)은, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 일부가 상기 제2 마스터 패턴(202)과 중첩되어 변형된 것일 수 있다. 또한, 상기 제2 마스터 패턴(202)으로 눌려지지 않은 상기 제1 타겟 패턴(112)이 잔존할 수 있다. As described above, the second target pattern 114 may be a part of the first target pattern 112, which is deformed by overlapping with the second master pattern 202. Also, the first target pattern 112 that is not pressed by the second master pattern 202 may remain.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)의 하부면을 기준으로, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 레벨(L1)은, 상기 제2 타겟 패턴(114)까지의 레벨(L2)과 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 레벨(L1)은, 상기 제2 타겟 패턴(114)까지의 레벨(L2)보다 높을 수 있다. According to one embodiment, based on the lower surface of the target substrate 110, the first level (L 1) of a target pattern 112, the second target pattern level (L 2) of up to 114 . For example, the level L 1 of the first target pattern 112 may be higher than the level L 2 of the second target pattern 114.
다시 말하면, 상기 타겟 기판(110)은, 상기 제1 마스터 기판(100)으로 눌려져, 상기 타겟 기판(110)의 상부면 상에 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 상기 타겟 기판(110)은, 상기 제2 마스터 기판(200)으로 눌려져, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 상기 제2 타겟 패턴(114)으로 변형될 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110)의 하부면을 기준으로, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 레벨(L1)은, 상기 제2 타겟 패턴(114)까지의 레벨(L2)보다 높을 수 있다. In other words, the target substrate 110 is pressed by the first master substrate 100, and after the first target pattern 112 is formed on the upper surface of the target substrate 110, The target substrate 110 on which the first target pattern 112 is formed may be pressed by the second master substrate 200 so that the first target pattern 112 may be deformed into the second target pattern 114. The level L 1 of the first target pattern 112 may be higher than the level L 2 of the second target pattern 114 with respect to the lower surface of the target substrate 110 have.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 패턴(112) 형성 시 가해진 압력보다 더 작은 압력이 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200) 상에 가해질 수 있다. 또는, 이와 달리, 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 형성된 후, 상기 타겟 기판(110)을 열처리하거나, 또는 상기 타겟 기판(110) 상에 자외선이 조사될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 경도는 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 타겟 패턴(112)이 상기 제2 마스터 기판(200)으로 눌려지더라도, 상기 제2 마스터 패턴(202)과 접촉된 상기 제1 타겟 패턴(112)의 일부분의 형태가 변경되지 않으면서, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 상기 일부분의 레벨이 변화될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제2 타겟 패턴(114) 및 상기 제1 타겟 패턴(112)이 동일한 형태를 가지면서, 서로 다른 레벨에 위치할 수 있다. According to an embodiment, a pressure smaller than a pressure applied when the first target pattern 112 is formed may be applied on the target substrate 110 and the second master substrate 200. Alternatively, according to one embodiment, after the first target pattern 112 is formed, the target substrate 110 may be heat-treated, or the target substrate 110 may be irradiated with ultraviolet rays. In this case, the hardness of the first target pattern 112 can be improved. Accordingly, even if the first target pattern 112 is pressed by the second master substrate 200, the shape of a portion of the first target pattern 112 in contact with the second master pattern 202 is changed The level of the portion of the first target pattern 112 may be changed. In other words, the second target pattern 114 and the first target pattern 112 may have the same shape and may be located at different levels.
상술된 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 상기 제1 마스터 기판(100)으로 상기 타겟 기판(110)을 눌러, 상기 제1 마스터 패턴(102)에 대응하는 상기 제1 타겟 패턴(112)을 상기 타겟 기판(100) 상에 형성하는 단계, 및 상기 제2 마스터 패턴(202)을 갖는 상기 제2 마스터 기판(200)으로 상기 제1 타겟 패턴(112)을 갖는 상기 타겟 기판(110)을 눌러, 상기 제1 타겟 패턴(112)의 일부가 상기 제2 마스터 패턴(202)으로 눌려진 제2 타겟 패턴(114)이 형성되되, 상기 제2 마스터 패턴(202)으로 눌려지지 않은 나머지 일부의 상기 제1 타겟 패턴(112)이 잔존되는 단계를 포함할 수 있다. 상기 타겟 기판(110)의 물질 종류에 따라 상기 타겟 기판(110)이 변하는 압력의 임계값 이상의 압력으로 상기 제1 및 제2 마스터 기판(100, 200)이 상기 타겟 기판(110)을 차례로 누를 수 있다. 이에 따라, 경도가 서로 다른 기판들 상에 임계값 이상의 압력을 차례로 가하는 간단한 공정으로 형상, 크기, 및 레벨이 다른 다양한 패턴을 상기 타겟 기판(110)에 형성할 수 있다. 또한, 경도가 서로 다른 기판들이 사용됨에 따라 다양한 소재들 상에 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 압력을 가하는 시간을 조절하여 패터닝되는 깊이 다시 말하면 패턴의 높이가 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 나노 선폭, 마이크로 선폭 등 다양한 선폭을 갖는 패턴이 형성될 수 있고, 상기 타겟 기판(110) 상에 복수의 패턴들이 형성되는 경우, 상기 패턴들이 형성된 기판의 하부면을 기준으로 상기 패턴들까지의 레벨이 서로 다를 수 있다. The pressing method plastic deformation multiple patterning method according to the embodiment of the present invention may further include pressing the target substrate 110 with the first master substrate 100 to press the first master pattern 102 corresponding to the first master pattern 102 Forming a target pattern 112 on the target substrate 100 with the first master pattern 202 and the second master pattern 200 having the second master pattern 202 on the target substrate 100, A second target pattern 114 is formed in which a part of the first target pattern 112 is pressed by the second master pattern 202 by depressing the substrate 110. The second target pattern 114 is pressed by the second master pattern 202, And the remaining portion of the first target pattern 112 remains. The first and second master substrates 100 and 200 can sequentially press the target substrate 110 at a pressure equal to or higher than a threshold value of the pressure at which the target substrate 110 changes depending on the material type of the target substrate 110 have. Accordingly, various patterns having different shapes, sizes, and levels can be formed on the target substrate 110 by a simple process of sequentially applying a pressure equal to or higher than a threshold value to the substrates having different hardnesses. In addition, since substrates having different hardness are used, a pattern can be formed on various materials. In addition, the depth of patterning, in other words, the height of the pattern, can be easily adjusted by adjusting the time of applying the pressure. In addition, when a plurality of patterns are formed on the target substrate 110, a pattern having various line widths such as a nano-line width, a micro-line width, and the like can be formed. May be different from each other.
이러한 장점들로 인해, 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법은, 위조 및 변조 방지 기능을 갖는 제품, 보안기기, 지폐의 제조, 그리고 히터를 포함한 각종 전극, 차폐 필름, 편광 필름, 초발수 필름, 에너지 하베스팅 필름 등의 각종 기능성 필름 제조, 또는 심미감을 일으키는 디자인적 요소로도 활용될 수 있다.Due to these advantages, the pressing method plastic deformation multipatterning method according to the embodiment of the present invention can be applied to a product having a function of preventing forgery and alteration, a security device, the manufacture of paper money, various electrodes including a heater, a shielding film, , A super water-repellent film, an energy harvesting film, and the like, or as a design element causing aesthetics.
이상, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 설명되었다. 이하, 상기 제2 타겟 패턴 상에 제3 마스터 패턴을 갖는 제3 마스터 기판이 접촉되어, 제3 타겟 패턴이 형성되는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 가압방식 패터닝 방법이 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명된다. The pressurizing type plastic deformation patterning method according to the second embodiment of the present invention has been described above. 8 to 11, a third embodiment of the present invention, in which a third master substrate having a third master pattern is brought into contact with the second target pattern to form a third target pattern, .
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 공정을 나타내는 도면이다. 8 to 11 are views showing a pressurizing type plastic deformation multiple patterning process according to the third embodiment of the present invention.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 상술된 제2 실시 예에 따라, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제1 타겟 패턴(112) 및 제2 타겟 패턴(114)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 8 to 11, the first target pattern 112 and the second target pattern 114 may be formed on the target substrate 110, according to the second embodiment described above.
제3 마스터 패턴(302)을 포함하는 제3 마스터 기판(300)이 준비된다. A third master substrate 300 including a third master pattern 302 is prepared.
상기 제1 타겟 패턴(112) 및 상기 제2 타겟 패턴(114)이 형성된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제3 마스터 기판(300)은 접촉되어, 상기 타겟 기판(110) 상에 제3 타겟 패턴(116)이 형성될 수 있다. 상기 제3 타겟 패턴(116)은, 상기 타겟 기판(110)의 상부면 상에 형성될 수 있다. 상기 제3 타겟 패턴(116)은, 상기 제2 타겟 패턴(114)의 일부가 상기 제3 마스터 패턴(302)과 중첩되어 변형된 것일 수 있다. The target substrate 110 and the third master substrate 300 on which the first target pattern 112 and the second target pattern 114 are formed are brought into contact with each other to form a third target pattern 110 on the target substrate 110, (116) may be formed. The third target pattern 116 may be formed on the upper surface of the target substrate 110. The third target pattern 116 may be a pattern in which a part of the second target pattern 114 overlaps with the third master pattern 302.
일 실시 예에 따르면, 접촉된 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제3 마스터 기판(300) 상에 압력이 가해질 수 있다. 예를 들어, 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제2 마스터 기판(200) 상에 20 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다.According to one embodiment, pressure may be applied to the target substrate 110 and the third master substrate 300 that are contacted. For example, a pressure of 20 kgf / mm 2 or more may be applied to the target substrate 110 and the second master substrate 200.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판(110)의 하부면을 기준으로, 상기 제3 타겟 패턴(116)의 레벨(L3)은, 상기 제1 타겟 패턴(112)까지의 레벨(L1) 및 상기 제2 타겟 패턴(114)까지의 레벨(L2)과 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 타겟 패턴(112)의 레벨(L3)은, 상기 제1 타겟 패턴(112)까지의 레벨(L1) 및 상기 제2 타겟 패턴(114)까지의 레벨(L2)보다 낮을 수 있다. According to one embodiment, based on the lower surface of the target substrate 110, and the third level (L 3) of a target pattern 116, the second level (L 1) to the first target pattern 112 And the level (L 2 ) to the second target pattern 114. For example, the first level (L 3) of the third target pattern 112, the first target level to the pattern 112 (L 1) and the level to the second target pattern (114) (L 2 ). ≪ / RTI >
다시 말하면, 상기 제2 타겟 패턴(114)이 형성된 상기 타겟 기판(110)은, 상기 제3 마스터 기판(300)으로 눌려져, 상기 제2 타겟 패턴(114)이 상기 제3 타겟 패턴(116)으로 변형될 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 기판(110)의 하부면을 기준으로, 상기 제3 타겟 패턴(116)의 레벨(L3)은, 상기 제1 타겟 패턴(112)까지의 레벨(L1) 및 상기 제2 타겟 패턴(114)까지의 레벨(L2)보다 낮을 수 있다.In other words, the target substrate 110 on which the second target pattern 114 is formed is pressed by the third master substrate 300, and the second target pattern 114 is moved to the third target pattern 116 It can be deformed. Accordingly, based on the lower surface of the target substrate 110, the second level (L 3) of the third target pattern 116, the second level (L 1) to the first target pattern 112 and the second 2 may be lower than the level (L 2) to the target pattern 114.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 타겟 패턴(114) 형성 시 가해진 압력보다 더 작은 압력이 상기 타겟 기판(110) 및 상기 제3 마스터 기판(300) 상에 가해질 수 있다. 또는, 이와 달리, 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 타겟 패턴(114)이 형성된 후, 상기 타겟 기판(110)을 열처리하거나, 또는 상기 타겟 기판(110) 상에 자외선이 조사될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 타겟 패턴(114)의 경도는 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 타겟 패턴(114)이 상기 제3 마스터 기판(300)으로 눌려지더라도, 상기 제3 마스터 패턴(302)과 접촉된 상기 제2 타겟 패턴(114)의 일부분의 형태가 변경되지 않으면서, 상기 제2 타겟 패턴(114)의 상기 일부분의 레벨이 변화될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 타겟 패턴(112), 상기 제2 타겟 패턴(114) 및 상기 제3 타겟 패턴(116)이 동일한 형태를 가지면서, 서로 다른 레벨에 위치할 수 있다.According to an embodiment, a pressure smaller than a pressure applied when the second target pattern 114 is formed may be applied on the target substrate 110 and the third master substrate 300. Alternatively, according to one embodiment, after the second target pattern 114 is formed, the target substrate 110 may be heat-treated, or the target substrate 110 may be irradiated with ultraviolet rays. In this case, the hardness of the second target pattern 114 can be improved. Accordingly, even if the second target pattern 114 is pressed by the third master substrate 300, the shape of the portion of the second target pattern 114 in contact with the third master pattern 302 is changed The level of the portion of the second target pattern 114 may be changed. In other words, the first target pattern 112, the second target pattern 114, and the third target pattern 116 may have the same shape and be positioned at different levels.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 타겟 패턴(114)을 포함하는 상기 타겟 기판(110)은 상기 제3 마스터 패턴(302)으로 눌려져, 상기 타겟 기판(110) 상에 상기 제2 타겟 패턴(114)이 상기 제3 마스터 패턴(302)으로 눌려진 상기 제3 타겟 패턴(116)이 형성될 수 있다. The target substrate 110 including the second target pattern 114 is pressed by the third master pattern 302 and the second target pattern 114 The third target pattern 116 pressed by the third master pattern 302 may be formed.
이상, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 설명되었다. 이하, 서로 다른 레벨(level) 및 선폭을 갖는 패턴들이 하나의 기판 상에 형성되는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 도 12 및 도 13을 참조하여 설명된다. As described above, the pressing method plastic deformation patterning method according to the third embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a pressurizing type plastic deformation patterning method according to the fourth embodiment of the present invention in which patterns having different levels and line widths are formed on one substrate will be described with reference to Figs. 12 and 13. Fig.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법에 사용되는 마스터 기판을 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 가압방식 소성 변형 패터닝 방법으로 형성된 패턴 구조체의 정면도 및 B 부분의 측면 단면도이다. 12 is a view showing a master substrate used in a pressurizing type plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a cross-sectional view of a pattern structure formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to a fourth embodiment of the present invention And a side cross-sectional view of the B portion.
도 12를 참조하면, 마스터 기판부(500)이 준비된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 마스터 기판부(500)은 복수의 마스터 패턴부들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 마스터 기판부(500)은 제1 마스터 패턴부(502), 제2 마스터 패턴부(504), 및 제3 마스터 패턴부(506)를 포함할 수 있다. 복수의 상기 마스터 패턴부들은 서로 다른 레벨 및 선폭을 가질 수 있다. 또한, 복수의 상기 마스터 패턴부들은, 서로 다른 단차(패턴이 높이)를 가질 수 있다. Referring to FIG. 12, a master substrate unit 500 is prepared. According to one embodiment, the master substrate portion 500 may include a plurality of master pattern portions. According to one embodiment, the master substrate unit 500 may include a first master pattern unit 502, a second master pattern unit 504, and a third master pattern unit 506. The plurality of master pattern portions may have different levels and line widths. Further, the plurality of master pattern portions may have different stepped portions (pattern height).
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 패턴부(502)는, 나노 규모의 선폭을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 마스터 패턴부(504)는, 마이크로 규모의 선폭을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 마스터 패턴부(506)은 밀리 규모의 선폭을 가질 수 있다. According to one embodiment, the first master pattern unit 502 may have a line width of a nanoscale. According to one embodiment, the second master pattern portion 504 may have a micro-scale line width. According to one embodiment, the third master pattern unit 506 may have a line width of milliseconds.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 마스터 기판부(500)의 하부면을 기준으로, 상기 제1 마스터 패턴부(502)까지의 레벨(h1), 상기 제2 마스터 패턴부(504)까지의 레벨(h2), 및 상기 제3 마스터 패턴부(506)까지의 레벨(h3)이 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 마스터 기판부(500)의 하부면을 기준으로, 상기 제1 마스터 패턴부(502)까지의 레벨(h1)은 상기 제2 마스터 패턴부(504)까지의 레벨(h2) 보다 높게 형성되고, 상기 제2 마스터 패턴부(504)까지의 레벨(h2)은 상기 제3 마스터 패턴부(506)까지의 레벨(h3) 보다 낮게 형성될 수 있다. 도 12에 도시되지 않았으나, 제4 및 제5 마스터 패턴부가 더 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the level h 1 to the first master pattern portion 502, the height h 1 to the second master pattern portion 504, The level h 2 and the level h 3 up to the third master pattern portion 506 may be different from each other. For example, based on the lower surface of the master substrate portion 500, the first level (h 1) to the master pattern 502 is level to the second master pattern portion (504), (h 2 And the level h 2 up to the second master pattern portion 504 may be formed to be lower than the level h 3 to the third master pattern portion 506. Although not shown in FIG. 12, fourth and fifth master pattern portions may be further provided.
도 13의 (a)를 참조하면, 타겟 기판부(510)가 준비된다. 상기 타겟 기판부(510)는, 도 12를 참조하여 설명된 상기 마스터 기판(500)과 상기 제1 실시 예에 따른 방법으로 접촉될 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 구조체(510) 상에 복수의 타겟 패턴부들이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판부(510) 상에 제1 타겟 패턴부(511) 내지 제5 타겟 패턴부(515)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 13A, a target substrate portion 510 is prepared. The target substrate portion 510 may be contacted with the master substrate 500 described with reference to FIG. 12 in the method according to the first embodiment. Accordingly, a plurality of target pattern portions may be formed on the target structure 510. According to one embodiment, the first target pattern portion 511 to the fifth target pattern portion 515 may be formed on the target substrate portion 510.
도 13의 (b)를 참조하면, 상기 제1 타겟 패턴부(511) 내지 제5 타겟 패턴부(515)는 서로 다른 레벨 및 선폭을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 패턴부(511) 및 상기 제5 타겟 패턴부(515)는 밀리 규모의 선폭을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 타겟 패턴부(512) 및 상기 제4 타겟 패턴부(514)는 마이크로 규모의 선폭을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 타겟 패턴부(513)는 나노 규모의 선폭을 가질 수 있다. Referring to FIG. 13B, the first target pattern portion 511 to the fifth target pattern portion 515 may have different levels and line widths. According to one embodiment, the first target pattern portion 511 and the fifth target pattern portion 515 may have a millimeter line width. According to one embodiment, the second target pattern portion 512 and the fourth target pattern portion 514 may have a micro-scale line width. According to one embodiment, the third target pattern portion 513 may have a nanoscale line width.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 기판부(510)의 하부면을 기준으로, 상기 제1 타겟 패턴부(511)까지의 레벨 내지 상기 제5 타겟 패턴부(515)까지의 레벨이 서로 다르게 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the level from the level up to the first target pattern portion 511 to the level of the fifth target pattern portion 515 may be different from each other with respect to the lower surface of the target substrate portion 510 .
이상, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 설명되었다. 이하, 상술된 실시 예들에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 사용된 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법이 설명된다. As described above, the pressing method plastic deformation patterning method according to the first to fourth embodiments of the present invention has been described. Hereinafter, an energy harvester element and a manufacturing method thereof using the pressure-based plastic deformation patterning method according to the above-described embodiments will be described.
도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 15는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 나타내는 도면이고, 도 16은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 상부 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 17은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 하부 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.15 is a view showing an energy harvester device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a cross-sectional view of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention. 17 is a view for explaining a method of manufacturing the lower electrode structure of the energy harvester device according to the first embodiment of the present invention. to be.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 상부 전극(1100), 및 상기 상부 전극(1100) 상에 배치되고 제1 패턴(1220)을 갖는 제1 마찰층(1200)을 포함하는 상부 전극 구조체(1000)가 준비된다(S1100).14 to 16, an upper electrode structure 1000 including an upper electrode 1100 and a first rubbing layer 1200 disposed on the upper electrode 1100 and having a first pattern 1220, (S1100).
일 실시 예에 따르면, 상기 상부 전극(1100)은 투명전극, 금속전극, 및 질화물 전극 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 투명전극은, InSnO(ITO), FSnO(FTO), 또는 AlZnO(AZO)일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속전극은, Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Ir 또는 Mo일 수 있다. 예를 들어, 상기 질화물 전극은, TiN, TaN, 또는 WN일 수 있다.According to one embodiment, the upper electrode 1100 may include at least one of a transparent electrode, a metal electrode, and a nitride electrode. For example, the transparent electrode may be InSnO (ITO), FSnO (FTO), or AlZnO (AZO). For example, the metal electrode may be Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Ir, or Mo. For example, the nitride electrode may be TiN, TaN, or WN.
상기 상부 전극 구조체(1000)를 준비하는 단계는, 상기 제1 마찰층(1200)보다 높은 경도를 갖고 제1 마스터 패턴(1320)을 포함하는 제1 마스터 기판(1300)을 준비하는 단계, 및 상기 제1 마찰층(1200)을 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 눌러, 상기 제1 마스터 패턴(1320)의 역상을 갖는 상기 제1 패턴(1220)을 상기 제1 마찰층(1200) 상에 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 제1 마찰층(1200)은 상기 상부 전극(1100) 상에 배치된 상태에서 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 눌려질 수 있다. 또는, 다른 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 달리, 상기 제1 마찰층(1200) 상에 상기 제1 패턴(122)이 형성된 후, 상기 제1 마찰층(1200)이 상기 상부 전극(1100) 상에 배치될 수 있다.The step of preparing the upper electrode structure 1000 may include preparing a first master substrate 1300 having a hardness higher than that of the first rubbing layer 1200 and including a first master pattern 1320, The first friction layer 1200 is pressed against the first master substrate 1300 to form the first pattern 1220 having a reverse phase of the first master pattern 1320 on the first friction layer 1200 Lt; / RTI > For example, as shown in FIG. 16, the first rubbing layer 1200 may be pressed onto the first master substrate 1300 while being disposed on the upper electrode 1100. 16, after the first pattern 122 is formed on the first rubbing layer 1200, the first rubbing layer 1200 contacts the upper electrode 1100 ). ≪ / RTI >
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 타겟 기판(1200)의 물질 종류에 따라 상기 제1 타겟 기판(1200)이 변형되는 압력의 임계값이 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 타겟 기판(1200) 상에 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 가해지는 압력은, 상기 제1 타겟 기판(1200)의 물질 종류에 따라 달라질 수 있다. According to one embodiment, the threshold value of the pressure at which the first target substrate 1200 is deformed may be different depending on the material type of the first target substrate 1200. Accordingly, the pressure applied to the first master substrate 1300 on the first target substrate 1200 may vary depending on the material type of the first target substrate 1200.
예를 들어, 상기 제1 타겟 기판(1200)이 고분자 소재(예를 들어, PMMA)인 경우, 상기 제1 타겟 기판(1200)이 변형되는 압력의 임계값은 5 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 타겟 기판(1200) 상에 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 5 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다. For example, when the first target substrate 1200 is a polymer material (e.g., PMMA), the threshold pressure at which the first target substrate 1200 is deformed may be 5 kgf / mm < 2 >. Accordingly, a pressure of 5 kgf / mm 2 or more can be applied to the first master substrate 1300 on the first target substrate 1200.
다른 예를 들어, 상기 제1 타겟 기판(1200)이 가교된(cross-linked) 고분자 소재(예를 들어, PET)인 경우, 상기 제1 타겟 기판(1200)이 변형되는 압력의 임계값은 37 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 타겟 기판(1200) 상에 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 37 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 수 있다. In another example, when the first target substrate 1200 is a cross-linked polymeric material (e.g., PET), the threshold value of the pressure at which the first target substrate 1200 is deformed is 37 kgf / mm < 2 >. Accordingly, a pressure of 37 kgf / mm 2 or more can be applied to the first master substrate 1300 on the first target substrate 1200.
또 다른 예를 들어, 상기 제1 타겟 기판(1200)이 금속 소재(예를 들어, 구리)인 경우, 상기 제1 타겟 기판(1200)이 변형되는 압력의 임계값은 49 kgf/mm2 일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 타겟 기판(1200) 상에 상기 제1 마스터 기판(130)으로 49 kgf/mm2 이상의 힘이 가해질 수 있다. In another example, when the first target substrate 1200 is a metal material (e.g., copper), the threshold pressure at which the first target substrate 1200 is deformed may be 49 kgf / mm < 2 > . Accordingly, a force of 49 kgf / mm 2 or more can be applied to the first master substrate 130 on the first target substrate 1200.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(1300)이 실리콘을 포함하는 경우, 상기 제1 타겟 기판(1200)은 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속을 포함하는 상기 제1 타겟 기판(1200)은, 실리콘을 포함하는 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 타겟 기판(1200) 상에 상기 제1 타겟 패턴(1220)이 형성될 수 있다. According to one embodiment, when the first master substrate 1300 includes silicon, the first target substrate 1200 may include a metal. Specifically, the first target substrate 1200 including a metal may be pressed by the first master substrate 1300 containing silicon. Accordingly, the first target pattern 1220 may be formed on the first target substrate 1200.
다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(1300)이 실리콘을 포함하는 경우, 상기 제1 타겟 기판(1200)은 고분자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 고분자를 포함하는 상기 제1 타겟 기판(1200)은, 실리콘을 포함하는 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 타겟 기판(120) 상에 상기 제1 타겟 패턴(1220)이 형성될 수 있다. According to another embodiment, when the first master substrate 1300 includes silicon, the first target substrate 1200 may include a polymer. Specifically, the first target substrate 1200 including the polymer may be pressed by the first master substrate 1300 containing silicon. Accordingly, the first target pattern 1220 may be formed on the first target substrate 120.
상기 제1 패턴(1220)이 형성된 후, 상기 제1 마찰층(1200)과 상기 제1 마스터 기판(1300)은 분리될 수 있다.After the first pattern 1220 is formed, the first rubbing layer 1200 and the first master substrate 1300 may be separated.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마찰층(1200) 상에 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 마스터 기판(1300)은 열처리 될 수 있다. According to one embodiment, the first friction layer 1200 and the first master layer 1300, which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the first master substrate 1300 on the first friction layer 1200, The substrate 1300 may be heat treated.
다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마찰층(1200) 상에 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 마스터 기판(1300) 상에 자외선(ultraviolet)이 조사될 수 있다. According to another embodiment, the first friction layer 1200 and the first master layer 1300, which are in contact with each other before or after the pressure is applied to the first master substrate 1300 on the first friction layer 1200, The substrate 1300 may be irradiated with ultraviolet rays.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마찰층(1200) 상에 상기 제1 마스터 기판(1000)으로 압력이 가해지기 전 또는 가해진 상태에서, 접촉된 상기 제1 마찰층(1100) 및 상기 제1 마스터 기판(1300)은 열처리와 함께 자외선이 조사될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the first friction layer 1100 and the first friction layer 1110, which are brought into contact with each other before or after the pressure is applied to the first master substrate 1000 on the first friction layer 1200, The master substrate 1300 can be irradiated with ultraviolet rays together with the heat treatment.
이에 따라, 상기 제1 마찰층(1200) 상에 상기 제1 패턴(1220)이 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 접촉된 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 마스터 기판(1300) 이 용이하게 분리될 수 있다.Accordingly, the first pattern 1220 can be easily formed on the first rubbing layer 1200. Also, the first friction layer 1200 and the first master substrate 1300 that are in contact with each other can be easily separated.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마찰층(1200)은 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 복수회 눌려질 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 마찰층(1200)은 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 1차적으로 눌려져 1차적으로 예비 패턴이 형성된 후, 다시 상기 제1 마스터 기판(1300)으로 2차적으로 눌려질 수 있다. 이 경우, 1차 적으로 형성된 상기 예비 패턴이 변형되어, 상기 제1 패턴(1220)이 형성될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 1차적으로 상기 예비 패턴이 형성된 후, 상기 제1 마스터 기판(130)의 상부면의 법선을 회전축으로 상기 제1 마스터 기판(1300)을 회전시킨 후, 상기 제1 마찰층(1200)이 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 예비 패턴이 변형되어, 상기 제1 패턴(1220)이 형성될 수 있다.According to one embodiment, the first friction layer 1200 may be pressed a plurality of times to the first master substrate 1300. In other words, the first rubbing layer 1200 is first pressed by the first master substrate 1300 to primarily form a preliminary pattern, and then can be secondarily pressed onto the first master substrate 1300 have. In this case, the first pattern 1220 may be formed by deforming the preliminarily formed pattern. Specifically, for example, after the preliminary pattern is formed, the first master substrate 1300 is rotated with the normal line of the upper surface of the first master substrate 130 as a rotation axis, The user 1200 can be depressed. Accordingly, the preliminary pattern may be deformed to form the first pattern 1220.
다른 예를 들어, 상기 예비 패턴이 형성된 후, 상기 제1 마스터 기판(1300)의 상부면에 평행한 방향으로 상기 제1 마스터 기판(1300)을 이동시킨 후, 상기 제1 마찰층(1200)이 눌려질 수 있다. 이에 따라, 상기 예비 패턴이 변형되어, 상기 제1 패턴(1220)이 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 패턴(1220)이, 상기 제1 마스터 기판(1300)의 상기 제1 마스터 패턴(1320)의 역상을 갖는 형상 외에, 다양한 형상을 가질 수 있다.Alternatively, after the preliminary pattern is formed, the first master substrate 1300 may be moved in a direction parallel to the upper surface of the first master substrate 1300, Can be depressed. Accordingly, the preliminary pattern may be deformed to form the first pattern 1220. As a result, the first pattern 1220 may have various shapes other than a shape having a reverse phase of the first master pattern 1320 of the first master substrate 1300.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(1000)은, 광리소그래피(photolithography), 이빔리소그래피(e-beam lithography), 나노임프린트 리소그래 피(NIL), EUV(Extreme Ultraviolet) 리소그래피, 패턴전사프린팅, 분자자기조립, 또는 레이저 패터닝 기술로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마스터 기판(1300)은, 백금(Pt), 규소(Si), 이산화규소(SiO2), ITO(Indium Tin Oxide), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe), 합금(Alloy) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 복합 소재를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first master substrate 1000 may be fabricated using photolithography, e-beam lithography, nanoimprint lithography (NIL), extreme ultraviolet (EUV) lithography, pattern transfer printing , Molecular self-assembly, or laser patterning techniques. For example, the first master substrate 1300 may be formed of at least one selected from the group consisting of platinum (Pt), silicon (Si), silicon dioxide (SiO2), indium tin oxide (ITO), chromium (Cr), nickel (Ni), tungsten ), Copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe), and alloys (Alloy).
다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마스터 기판(130)은, PS-PDMS 블록공중합체 고분자 자기조립(self-assembly)으로 형성된 SiOx 또는 PS-PVP로 형성된 MOx(M: 금속)일 수 있다. (x>0) 예를 들어, 상기 블록공중합체 고분자는, 제1 실시 예에 따른 블록공중합체 고분자와 같을 수 있다. According to another embodiment, the first master substrate 130 may be SiOx formed by PS-PDMS block copolymer self-assembly or MOx (M: metal) formed from PS-PVP. (x> 0). For example, the block copolymer polymer may be the same as the block copolymer polymer according to the first embodiment.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 마찰층(1200)은 압전 물질, 또는 절연성 물질 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는, 상기 제1 마찰층(1200)은 압전 물질 및 절연성 물질을 동시에 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 마찰층(1200)에 의해 정전 및 압전 원리를 통해 에너지가 변환 및 저장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마찰층(1200)은, 백금(Pt), 이산화규소(SiO2), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 납(Pd), 은(Ag), 구리(Cu), 인듐(In), GST(Ge2Sb2Te5), ITO(Indium Tin Oxide), PET(polyethylene terephthalate), 및 PI(polyimide) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 마찰층(1200)은, 생물의 가죽, 생물의 털, 껍질, 또는 늘어나는(stretchable) 소재 등일 수 있다.According to one embodiment, the first rubbing layer 1200 may include at least one of a piezoelectric material and an insulating material. Alternatively, the first rubbing layer 1200 may include a piezoelectric material and an insulating material at the same time. In this case, energy can be converted and stored through the electrostatic and piezoelectric principles by the first rubbing layer 1200. For example, the first friction layer 1200 may be formed of at least one material selected from the group consisting of platinum (Pt), silicon dioxide (SiO2), tungsten (W), chromium (Cr), aluminum (Al), nickel (Ni) And at least one of lead (Pd), silver (Ag), copper (Cu), indium (In), GST (Ge2Sb2Te5), indium tin oxide (ITO), polyethylene terephthalate (PET) . According to another embodiment, the first friction layer 1200 may be a biological leather, a biological hair, a skin, or a stretchable material.
하부 전극(2100), 및 상기 하부 전극(2100) 상에 배치되고 제2 패턴(2220)을 갖는 제2 마찰층(2200)를 포함하는 하부 전극 구조체(2000)가 준비된다(S1200).A lower electrode structure 2000 including a lower electrode 2100 and a second rubbing layer 2200 disposed on the lower electrode 2100 and having a second pattern 2220 is prepared (S1200).
일 실시 예에 따르면, 상기 하부 전극(2100)은 상기 상부 전극(1100)과 동일한 물질로 형성될 있다. 또는, 상기 하부 전극(2100)은 상기 상부 전극(1100)과 다른 물질로 형성될 수 있다.According to one embodiment, the lower electrode 2100 may be formed of the same material as the upper electrode 1100. Alternatively, the lower electrode 2100 may be formed of a different material from the upper electrode 1100.
상기 하부 전극 구조체(2000)를 준비하는 단계는, 상기 제2 마찰층(2200)보다 높은 경도를 갖고 제2 마스터 패턴(2320)을 포함하는 제2 마스터 기판(2300)을 준비하는 단계, 및 상기 제2 마찰층(2200)을 상기 제2 마스터 기판(2300)으로 눌러, 상기 제2 마스터 패턴(2320)의 역상을 갖는 상기 제2 패턴(2220)을 상기 제2 마찰층(2200) 상에 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 제2 마찰층(2200)은 상기 하부 전극(2100) 상에 배치된 상태에서 상기 제2 마스터 기판(2300)으로 눌려질 수 있다. 또는, 다른 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 달리, 상기 제2 마찰층(2200) 상에 상기 제2 패턴(2220)이 형성된 후, 상기 제2 마찰층(2200)이 상기 하부 전극(2100) 상에 배치될 수 있다.The step of preparing the lower electrode structure 2000 may include preparing a second master substrate 2300 having a hardness higher than that of the second rubbing layer 2200 and including a second master pattern 2320, The second friction layer 2200 is pressed onto the second master substrate 2300 to form the second pattern 2220 having a reverse phase of the second master pattern 2320 on the second friction layer 2200 Lt; / RTI > For example, as shown in FIG. 17, the second rubbing layer 2200 may be pressed onto the second master substrate 2300 while being disposed on the lower electrode 2100. 17, after the second pattern 2220 is formed on the second friction layer 2200, the second friction layer 2200 contacts the lower electrode 2100 (i.e., ). ≪ / RTI >
상기 제1 마찰층(1200)의 제조 공정에서 상술된 바와 같이, 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 마찰층(2200)의 물질 종류에 따라 상기 제2 마찰층(2200)이 변형되어 상기 제2 패턴(2220)이 형성되는 압력의 임계값이 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 마찰층(2200) 상에 상기 제2 마스터 기판(2300)으로 가해지는 압력은, 상기 제2 마찰층(2200)의 물질 종류에 따라 달라질 수 있다.According to one embodiment, the second rubbing layer 2200 is deformed according to the material type of the second rubbing layer 2200 so that the second rubbing layer 2200 is deformed according to the material type of the second rubbing layer 2200, The threshold value of the pressure at which the pattern 2220 is formed may be different. Accordingly, the pressure applied to the second master substrate 2300 on the second friction layer 2200 may vary depending on the material type of the second friction layer 2200.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 마찰층(2200) 및 상기 제2 마스터 기판(2300)은, 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 마스터 기판(1300)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 제2 마찰층(2200) 및 상기 제2 마스터 기판(2300)은, 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 마스터 기판(1300)과 다른 물질로 형성될 수 있다.According to one embodiment, the second friction layer 2200 and the second master substrate 2300 may be formed of the same material as the first friction layer 1200 and the first master substrate 1300 . Alternatively, according to another embodiment, the second friction layer 2200 and the second master substrate 2300 may be formed of a material different from the first friction layer 1200 and the first master substrate 1300 have.
상기 하부 전극 구조체(2000) 상에 상기 상부 전극 구조체(1000)가 배치될 수 있다(S1300). 이 경우, 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제2 마찰층(2200)이 서로 마주보며 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자가 제조될 수 있다.The upper electrode structure 1000 may be disposed on the lower electrode structure 2000 (S1300). In this case, the first rubbing layer 1200 and the second rubbing layer 2200 may be disposed facing each other. Thus, the energy harvester device according to the first embodiment can be manufactured.
외부 물리력이 인가되는 경우, 상기 외부 물리력에 의해 상기 상부 전극 구조체(1000) 및 상기 하부 전극 구조체(2000)가 변형되어, 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제2 마찰층(2200)으로부터 마찰 전기가 발생되어, 전위차이가 발생할 수 있고, 이에 따라 에너지가 저장될 수 있다.When the external force is applied, the upper electrode structure 1000 and the lower electrode structure 2000 are deformed by the external physical force, and the friction between the first friction layer 1200 and the second friction layer 2200 Electricity may be generated, a potential difference may occur, and thus energy may be stored.
도 18은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.18 is a view for explaining an energy harvester device according to a second embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명된 에너지 하베스터 소자가 제공되되, 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)이 서로 교차하는 방향으로 연장될 수 있다.Referring to FIG. 18, the energy harvester device described with reference to FIGS. 14 to 17 is provided, and the first pattern 1220 and the second pattern 2220 may extend in directions intersecting with each other.
구체적으로, 상기 제1 패턴(1220)은 Y축 방향으로 연장하고, 제2 패턴(2220)은 X축 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제1 마찰층(1200)의 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 마찰층(2200)의 상기 제2 패턴(2220)이 서로 교차하는 방향으로 연장되어, 외부 물리력 인가에 따른 변형율이 향상될 수 있고, 이에 따라 에너지 전환 및 저장 효율이 향상될 수 있다.Specifically, the first pattern 1220 may extend in the Y-axis direction, and the second pattern 2220 may extend in the X-axis direction. The first pattern 1220 of the first rubbing layer 1200 and the second pattern 2220 of the second rubbing layer 2200 extend in directions intersecting with each other, So that energy conversion and storage efficiency can be improved.
도 19는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.19 is a view for explaining an energy harvester device according to a third embodiment of the present invention.
도 19를 참조하면, 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명된 에너지 하베스터 소자가 제공되되, 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)이 서로 동일한 방향으로 나란히 연장할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)은 X축 방향으로 연장할 수 있다.Referring to FIG. 19, there is provided an energy harvester device described with reference to FIGS. 14 to 17, wherein the first pattern 1220 and the second pattern 2220 can extend in parallel with each other in the same direction. Specifically, the first pattern 1220 and the second pattern 2220 may extend in the X-axis direction.
도 20은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.20 is a view for explaining an energy harvester device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 20을 참조하면, 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명된 에너지 하베스터 소자가 제공되되, 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)이 서로 동일한 방향으로 나란히 연장하되, 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)의 선폭이 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)은 Y축 방향으로 연장하면서, 서로 다른 선폭을 가질 수 있다.Referring to FIG. 20, there is provided an energy harvester device described with reference to FIGS. 14 to 17, wherein the first pattern 1220 and the second pattern 2220 extend in parallel with each other in the same direction, The line widths of the pattern 1220 and the second pattern 2220 may be different from each other. Specifically, the first pattern 1220 and the second pattern 2220 may extend in the Y-axis direction and have different line widths.
상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)의 선폭 및 높이 등, 상기 제1 패턴(1220) 및 상기 제2 패턴(2220)의 형상은 도 18 내지 도 20에 도시된 것에 제한되지 않고, 다양하게 변형될 수 있음은 당업자에게 자명하다.The shapes of the first pattern 1220 and the second pattern 2220, such as the line width and the height of the first pattern 1220 and the second pattern 2220, are not limited to those shown in FIGS. 18 to 20 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the invention.
도 21은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 22는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 제1 마찰층의 제1 서브 패턴들의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 23은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자의 제2 마찰층의 제2 서브 패턴들의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 21 is a view for explaining an energy harvester device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 22 is a view for explaining an energy harvester device according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 23 is a view for explaining a method of manufacturing the second sub-patterns of the second friction layer of the energy harvester device according to the fifth embodiment of the present invention.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명된 에너지 하베스터 소자가 제공되되, 상기 제1 패턴(1220)은, 상기 상부 전극(1100)과 접촉된 상기 제1 마찰층(1200)의 일면으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제1 서브 패턴들(1220a, 1220b)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 패턴(2220)은, 상기 하부 전극(2100)과 접촉된 상기 제2 마찰층(2200)의 일면으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제2 서브 패턴들(2220a, 2220b)을 포함할 수 있다.21 to 23, there is provided an energy harvester device described with reference to FIGS. 14 to 17, wherein the first pattern 1220 includes a first friction layer (not shown) contacted with the upper electrode 1100 The first sub patterns 1220a and 1220b may be positioned at different levels from one side of the first sub patterns 1220a and 1200b. The second pattern 2220 may include a plurality of second subpatterns 2200 located at different levels from one surface of the second rubbing layer 2200 in contact with the lower electrode 2100, 2220a, 2220b.
제1 보조 패턴(3100)을 포함하는 제1 보조 마스터 기판(3000)이 준비하고, 상기 제1 보조 마스터 기판(3000)으로, 상기 제1 패턴(1220)을 갖는 상기 제1 마찰층(1200)을 눌러, 상기 제1 서브 패턴들(1220a, 1220b)이 상기 제1 마찰층(1200) 상에 형성될 수 있다. A first auxiliary master substrate 3000 including a first auxiliary pattern 3100 is prepared and the first auxiliary master substrate 3000 includes the first friction layer 1200 having the first pattern 1220, The first sub patterns 1220a and 1220b may be formed on the first rubbing layer 1200.
상기 제1 보조 마스터 기판(3000)은, 상기 제1 마찰층(1200)의 경도(hardness) 이상의 경도를 가질 수 있다. 상기 제1 보조 마스터 기판(3000)은, 상기 제1 마스터 기판(1300) 또는 상기 제2 마스터 기판(2300)과 동일한 물질로 형성되거나, 또는 다른 물질로 형성될 수 있고, 상기 제1 마스터 패턴(1320) 및 상기 제2 마스터 패턴(2320)과 동일한 방법, 또는 다른 방법으로 형성될 수 있다.The first auxiliary master substrate 3000 may have a hardness greater than or equal to a hardness of the first rubbing layer 1200. The first auxiliary master substrate 3000 may be formed of the same material as the first master substrate 1300 or the second master substrate 2300 or may be formed of another material, 1320 and the second master pattern 2320, or by other methods.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 보조 마스터 패턴(3100)은 상기 제1 마스터 패턴(1320)과 다른 형상, 다른 선폭, 또는 다른 패턴 높이를 가질 수 있다.Also, according to one embodiment, the first auxiliary master pattern 3100 may have a different shape, different line width, or different pattern height from the first master pattern 1320.
상기 제1 패턴(1220)이 형성된 상기 제1 마찰층(1200)을 제1 보조 마스터 기판(3000)과 접촉시키되, 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 보조 마스터 기판(3000) 상에 압력을 가하여, 상기 제1 패턴(1220)의 일부가 상기 제1 보조 마스터 패턴(3100)과 중첩되어 변형된 제1-1 서브 패턴(1220a)이 형성될 수 있고, 변형되지 않은 제1 패턴(1220)이 제1-2 서브 패턴(1220b)으로 정의될 수 있다.The first rubbing layer 1200 on which the first pattern 1220 is formed is brought into contact with the first auxiliary master substrate 3000 and the first rubbing layer 1200 is formed on the first auxiliary master substrate 3000 A portion of the first pattern 1220 overlaps with the first auxiliary master pattern 3100 to form the deformed first sub pattern 1220a and the first pattern 1220a deformed 1220 may be defined as a 1-2 sub-pattern 1220b.
상기 상부 전극(1100)과 접촉된 상기 제1 마찰층(1200)의 일면을 기준으로, 상기 제1-2 서브 패턴(1220b)의 레벨(L2)은, 상기 제1-1 서브 패턴(1220a)까지의 레벨(L1)보다 높을 수 있다.The level L2 of the 1-2 sub-pattern 1220b is larger than the level L2 of the 1-1 second sub-pattern 1220a on the basis of one surface of the first rubbing layer 1200 contacted with the upper electrode 1100, (L1) up to < / RTI >
상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 보조 마스터 기판(3000)에 가해지는 압력은, 상술된 바와 같이, 상기 제1 마찰층(1200)의 물질 종류에 따라서, 0.1~1010kgf/mm2의 범위를 가질 수 있다.The pressure applied to the first friction layer 1200 and the first auxiliary master substrate 3000 is 0.1 to 10 10 kgf / mm 2, depending on the material type of the first friction layer 1200, 2 < / RTI >
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 패턴(1220) 형성 시 가해진 압력보다 더 작은 압력이 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제1 보조 마스터 기판(3000) 상에 가해질 수 있다. 또는, 이와 달리, 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 패턴(1220)이 형성된 후, 상기 제1 마찰층(1200)을 열처리하거나, 또는 상기 제1 마찰층(1200) 상에 자외선이 조사될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 마찰층(1200)의 경도는 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 패턴(1220)이 상기 제1 보조 마스터 기판(3000)으로 눌려지더라도, 상기 제1 보조 마스터 패턴(3100)과 접촉된 상기 제1 패턴(1220)의 일부분의 형태가 변경되지 않으면서, 상기 제1 패턴(1220)의 상기 일부분의 레벨이 변화될 수 있다.According to one embodiment, a pressure less than the applied pressure in forming the first pattern 1220 may be applied on the first friction layer 1200 and the first auxiliary master substrate 3000. Alternatively, according to an embodiment, after the first pattern 1220 is formed, the first friction layer 1200 may be heat-treated, or the first friction layer 1200 may be irradiated with ultraviolet light have. In this case, the hardness of the first friction layer 1200 can be improved. Accordingly, even if the first pattern 1220 is pressed by the first auxiliary master substrate 3000, the shape of the portion of the first pattern 1220 that is in contact with the first auxiliary master pattern 3100 is changed The level of the portion of the first pattern 1220 can be changed.
상기 제1 서브 패턴들(1220a, 1220b)의 제조 방법과 동일한 공정으로, 제2 보조 패턴(4100)을 포함하는 제2 보조 마스터 기판(4000)이 준비하고, 상기 제2 보조 마스터 기판(4000)으로, 상기 제2 패턴(2220)을 갖는 상기 제2 마찰층(2200)을 눌러, 상기 제2 서브 패턴들(2220a, 2220b)이 상기 제2 마찰층(2200) 상에 형성될 수 있다.A second auxiliary master substrate 4000 including a second auxiliary pattern 4100 is prepared in the same process as the manufacturing method of the first sub patterns 1220a and 1220b, The second sub patterns 2220a and 2220b may be formed on the second friction layer 2200 by pressing the second friction layer 2200 having the second pattern 2220. [
도 24는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.24 is a view for explaining an energy harvester device according to a sixth embodiment of the present invention.
도 24를 참조하면, 도 14 내지 도 17 참조하여 설명된 상부 전극 구조체(1000) 및 하부 전극 구조체(2000)가 제공되되, 상기 상부 전극 구조체(1000) 및 상기 하부 전극 구조체(2000) 사이에 기능층(5000)이 추가적으로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 24, an upper electrode structure 1000 and a lower electrode structure 2000 described with reference to FIGS. 14 to 17 are provided, and the upper electrode structure 1000 and the lower electrode structure 2000 are provided with a function A layer 5000 may be additionally provided.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능층(5000)은, 압전 물질을 포함할 수있다. 구체적으로, 상기 기능층(5000)은 쿼츠, 세라믹(예를 들어, 티탄산 납, 지르코산 납 등)을 포함할 수 있다. 이 경우, 외부 물리력에 의해 상기 상부 전극 구조체(1000) 및 상기 하부 전극 구조체(2000)가 변형되어, 상기 제1 마찰층(1200) 및 상기 제2 마찰층(2200)으로부터 마찰전기에 의해 전위차가 발생하는 동시에 압전 효과에 의해 전위차이가 발생되어, 에너지가 저장될 수 있다.According to one embodiment, the functional layer 5000 may include a piezoelectric material. Specifically, the functional layer 5000 may include quartz, ceramics (for example, lead titanate, lead zirconate, and the like). In this case, the upper electrode structure 1000 and the lower electrode structure 2000 are deformed by an external physical force, and a potential difference is generated by the triboelectric force from the first and second friction layers 1200 and 2200 A potential difference is generated by the piezoelectric effect, and energy can be stored.
다른 실시 예에 따르면, 상기 기능층(5000)은 절연성 물질(예를 들어, 아클릴계, 비닐계 고분자 등)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상술된 바와 같이, 마찰 전기에 의해 에너지가 저장될 수 있다.According to another embodiment, the functional layer 5000 may include an insulating material (e.g., an acryl based material, a vinyl based polymer, or the like). In this case, energy can be stored by triboelectricity, as described above.
도 25는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.25 is a view for explaining an energy harvester device according to a seventh embodiment of the present invention.
도 25를 참조하면, 도 24를 참조하여 설명된 에너지 하베스터 소자가 제공되되, 기능층(5000)의 표면에 제3 패턴(5020a, 5020b)가 제공될 수 있다.Referring to Fig. 25, an energy harvesting device described with reference to Fig. 24 is provided, and a third pattern 5020a, 5020b may be provided on the surface of the functional layer 5000. Fig.
구체적으로, 상기 기능층(5000)은 상기 제1 마찰층(1200)과 대면하는 제1 표면, 및 상기 제2 마찰층(1300)과 대면하는 제2 표면을 포함할 수 있다. 이 경 우, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 각각 제3-1 패턴(5020a) 및 제3-2 패턴(5020b)이 제공될 수 있다.Specifically, the functional layer 5000 may include a first surface facing the first friction layer 1200 and a second surface facing the second friction layer 1300. In this case, the first-third pattern 5020a and the third-second pattern 5020b may be provided on the first surface and the second surface, respectively.
상기 기능층(5000)의 상기 제3 패턴(5020a, 5020b)을 형성하는 단계는, 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명된 제1 패턴(1220) 및 제2 패턴(2220)을 형성하는 방법과 동일하게, 상기 기능층(5000)보다 높은 경도를 갖고, 제3 마스터 패턴을 갖는 제3 마스터 기판을 준비하는 단계, 및 상기 기능층(5000)의 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면을 상기 제3 마스터 기판으로 눌러, 상기 기능층 상에, 상기 제3 마스터 패턴의 역상을 갖는 상기 제3 패턴(5020a, 5020b)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the third patterns 5020a and 5020b of the functional layer 5000 may include a method of forming the first pattern 1220 and the second pattern 2220 described with reference to FIGS. Similarly, a third master substrate having a hardness higher than that of the functional layer 5000 and having a third master pattern is prepared, and the first and second surfaces of the functional layer 5000 are formed of the above- 3 master substrate to form the third patterns 5020a and 5020b having a reverse phase of the third master pattern on the functional layer.
도 26은 본 발명의 제8 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 26 is a view for explaining an energy harvester device according to an eighth embodiment of the present invention. FIG.
도 26을 참조하면, 도 25를 참조하여 설명된 에너지 하베스터 소자가 제공되되, 상기 제3-1 패턴(5020a)은 상기 제1 마찰층(1200)의 상기 제1 패턴(1220)과 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 제3-2 패턴(5020b)은 상기 제21 마찰층(2200)의 상기 제2 패턴(2220)과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 외부 물리력에 의한 변형이 향상되어, 에너지 회수 효율이 향상될 수 있다.26, there is provided an energy harvester element described with reference to FIG. 25, wherein the third-first pattern 5020a is formed in a direction intersecting with the first pattern 1220 of the first rubbing layer 1200 And the third-second pattern 5020b may extend in a direction crossing the second pattern 2220 of the 21st rubbing layer 2200. Accordingly, the deformation caused by the external physical force is improved, and the energy recovery efficiency can be improved.
도 27은 본 발명의 제9 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 27 is a view for explaining an energy harvester device according to a ninth embodiment of the present invention. FIG.
도 27을 참조하면, 도 25를 참조하여 설명된 에너지 하베스터 소자가 제공되되, 상기 제3-1 패턴(5020a)은, 상기 제1 마찰층(1200)으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제3-1 서브 패턴들을 포함하고, 상기 제3-2 패턴(5020b)은, 상기 제2 마찰층(2200)으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제3-2 서브 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제3-1 서브 패턴들 및 상기 제3-2 서브 패턴들은 도 22 및 도 23을 참조하여 설명된 방법으로 형성될 수 있다.27, there is provided an energy harvester device described with reference to FIG. 25, wherein the third-first pattern 5020a is positioned at a different level from the first friction layer 1200, And the third-second pattern (5020b) includes a plurality of third-first sub-patterns (503a, 503b) located at different levels from the second friction layer (2200) Patterns. The 3-1 sub-patterns and the 3-2 sub-patterns may be formed by the method described with reference to FIGS. 22 and 23. FIG.
도 28은 본 발명의 제10 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 29는 본 발명의 제11 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 30은 본 발명의 제10 및 제11 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자에 포함된 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 28 is a view for explaining an energy harvester device according to a tenth embodiment of the present invention, FIG. 29 is a view for explaining an energy harvester device according to an eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 10 and 11 show a method of manufacturing an electrode structure included in an energy harvester device according to an embodiment of the present invention.
도 28을 참조하면, 본 발명의 제10 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자는, 상부 전극 구조체(6100, 6200), 하부 전극 구조체(7100, 7200), 및 도 24를 참조하여 설명된 기능층(5000)을 포함할 수 있다.28, an energy harvester device according to a tenth embodiment of the present invention includes upper electrode structures 6100 and 6200, lower electrode structures 7100 and 7200, and a functional layer 5000 described with reference to FIG. ).
상기 상부 전극 구조체(6100)는, 상부 지지 기판(6100), 및 상기 상부지지 기판(6100) 상의 상부 전극(6200)을 포함할 수 있다. 상기 상부 지지 기판(6100)은 유연한 물질(예를 들어, PET, PI 등)으로 형성될 수 있다. 상기 상부 지지 기판(6100)은 올록부 및 볼록부를 포함하는 요철 구조를 가질 수 있고, 상기 상부 전극(6200)이 상기 상부 지지 기판(6100)의 상기 요철 구조를 콘포말하게(conformally) 덮을 수 있다. 상기 상부 전극(6200)은 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명된 상부 전극(1100)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.The upper electrode structure 6100 may include an upper support substrate 6100 and an upper electrode 6200 on the upper support substrate 6100. The upper support substrate 6100 may be formed of a flexible material (e.g., PET, PI, etc.). The upper support substrate 6100 may have a concave-convex structure including a convex portion and a convex portion, and the upper electrode 6200 may conformally cover the concave-convex structure of the upper support substrate 6100 . The upper electrode 6200 may be formed of the same material as the upper electrode 1100 described with reference to FIGS.
상기 하부 전극 구조체(7200)는, 하부 지지 기판(7100), 및 상기 하부 지지 기판(7100) 상의 하부 전극(7200)을 포함할 수 있다. 상기 하부 지지 기판(7100)은 유연한 물질(예를 들어, PET, PI 등)으로 형성될 수 있다. 상기 하부 지지 기판(7100)은 올록부 및 볼록부를 포함하는 요철 구조를 가질 수 있고, 상기 하부 전극(7200)이 상기 하부 지지 기판(710)의 상기 요철 구조를 콘포말하게(conformally) 덮을 수 있다. 상기 하부 전극(7200)은 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명된 하부 전극(1100)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.The lower electrode structure 7200 may include a lower support substrate 7100 and a lower electrode 7200 on the lower support substrate 7100. The lower support substrate 7100 may be formed of a flexible material (e.g., PET, PI, etc.). The lower supporting substrate 7100 may have a concave-convex structure including a convex portion and a convex portion and the lower electrode 7200 may conformally cover the concave-convex structure of the lower supporting substrate 710 . The lower electrode 7200 may be formed of the same material as the lower electrode 1100 described with reference to FIGS.
상기 기능층(5000)은 상기 상부 전극 구조체(6100, 6200) 및 상기 하부 전극 구조체(7100, 7200) 사이에 배치될 수 있다. 상기 기능층(5000)이 압전 물질을 포함하는 경우, 본 발명의 제10 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자는 압전 효과를 이용하여 에너지를 회수 및 저장할 수 있다. 또는, 상기 기능층(5000)이 절연성 물질로 형성되는 경우, 본 발명의 제10 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자는 마찰 전기에 따른 전위차이를 이용하여 에너지를 회수 및 저장할 수 있다.The functional layer 5000 may be disposed between the upper electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structures 7100 and 7200. When the functional layer 5000 includes a piezoelectric material, the energy harvester device according to the tenth embodiment of the present invention can recover and store energy using a piezoelectric effect. Alternatively, when the functional layer 5000 is formed of an insulating material, the energy harvester device according to the tenth embodiment of the present invention can recover and store energy using a potential difference according to triboelectricity.
도 29를 참조하면, 상기 상부 전극 구조체(6100, 6200) 및 상기 하부 전극 구조체(7100, 7200) 사이에, 상기 기능층(5000)이 배치되되, 상기 기능층(5000)은 도 25를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 상부 전극(6200)과 대면하는 제1 표면, 및 상기 하부 전극(7200)과 대면하는 제2 표면을 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 각각 제3-1 패턴(5020a) 및 제3-2 패턴(5020b)이 제공될 수 있다.29, the functional layer 5000 is disposed between the upper and lower electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structure 7100 and 7200, A first surface that faces the upper electrode 6200 and a second surface that faces the lower electrode 7200, as described herein, wherein the first surface and the second surface A 3-1 pattern 5020a and a 3-2 pattern 5020b may be provided, respectively.
도 30을 참조하면, 상술된 본 발명의 제10 및 제11 실시 예에 따른 상부 전극 구조체(6100, 6200)의 제조 방법이 설명된다. 상기 상부 지지 기판(6200)이 준비되고, 상기 상부 지지 기판(6200) 상에 상기 상부 전극(6100)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 전극(6100)은 물리 기상 증착법, 화학 기상 증착법, 원자층 증착법, 용액 코팅 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 30, a method of manufacturing the upper electrode structures 6100 and 6200 according to the tenth and eleventh embodiments of the present invention described above will be described. The upper supporting substrate 6200 may be prepared and the upper electrode 6100 may be formed on the upper supporting substrate 6200. For example, the upper electrode 6100 may be formed by various methods such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, atomic layer deposition, and solution coating.
상기 상부 전극(6100)이 형성된 후, 도 16을 참조하여 설명된 바와 같이, 마스터 패턴을 갖고, 상기 상부 지지 기판(6100) 및 상기 상부 전극(6100)보다 높은 경도를 갖는 마스터 기판을 이용하여, 상기 상부 전극(6100) 및 상기 상부 지지 기판(6200)을 임계값 이상의 압력으로 누를 수 있다. 이에 따라, 요철 구조를 갖는 상부 지지 기판(6100), 및 상기 상부 지지 기판(6100)의 상기 요철 구조를 콘포말 하게 덮는 상기 상부 전극(6100)이 형성될 수 있다.After forming the upper electrode 6100, a master substrate having a master pattern and having a hardness higher than that of the upper support substrate 6100 and the upper electrode 6100, as described with reference to FIG. 16, The upper electrode 6100 and the upper supporting substrate 6200 can be pressed with a pressure equal to or higher than a threshold value. Accordingly, the upper supporting substrate 6100 having the concave-convex structure and the upper electrode 6100 covering the concave-convex structure of the upper supporting substrate 6100 can be formed.
본 발명의 제10 및 제11 실시 예에 따른 하부 전극 구조체(7100, 7200) 또한, 상기 상부 전극 구조체(6100, 6200)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.The lower electrode structures 7100 and 7200 according to the tenth and eleventh embodiments of the present invention may also be formed in the same manner as the upper electrode structures 6100 and 6200.
도 31은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 32는 본 발명의 제13 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 33은 본 발명의 제12 및 제13 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자에 포함된 전극 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 31 is a view for explaining an energy harvester device according to a twelfth embodiment of the present invention, FIG. 32 is a view for explaining an energy harvester device according to a thirteenth embodiment of the present invention, and FIG. 12 and 13 illustrate a method of manufacturing an electrode structure included in an energy harvester device according to an embodiment of the present invention.
도 31을 참조하면, 본 발명의 제12 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자는, 상부 전극 구조체(6100, 6200), 하부 전극 구조체(7100, 7200), 및 도 24를 참조하여 설명된 기능층(5000)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 31, the energy harvester device according to the twelfth embodiment of the present invention includes upper electrode structures 6100 and 6200, lower electrode structures 7100 and 7200, and a functional layer 5000 described with reference to FIG. ).
상기 상부 전극 구조체(6100)는, 도 28을 참조하여 설명된 것과 같이, 상부 지지 기판(6100), 및 상기 상부 지지 기판(6100) 상의 상부 전극(6200)을 포함할 수 있다. 상기 상부 지지 기판(6100)은 볼록부 및 오목부를 포함하는 요철 구조를 가질 수 있다. 상기 상부 전극(6200)이 상기 상부 지지 기판(6100)의 상기 요철 구조 상에 배치되되, 상기 상부 지지 기판(6100)의 상기 요철 구조의 볼록부의 상부면 및 오목부의 상부면 상에 제공되되, 상기 볼록부와 상기 오목부를 연결하는 측면에는 제공되지 않을 수 있다. 다시 말하면, 상기 상부 전극(6100)은, 상기 요철 구조의 상기 볼록부의 상부면 상기 오목부의 상부면 상에 서로 이격되어 복수로 제공될 수 있다.The upper electrode structure 6100 may include an upper support substrate 6100 and an upper electrode 6200 on the upper support substrate 6100, as described with reference to Fig. The upper support substrate 6100 may have a concave-convex structure including convex portions and concave portions. The upper electrode 6200 is disposed on the concavo-convex structure of the upper support substrate 6100 and is provided on the upper surface of the convex portion of the convexo-concave structure and the upper surface of the concave portion of the upper support substrate 6100, It may not be provided on the side connecting the convex portion and the concave portion. In other words, the upper electrode 6100 may be provided on the upper surface of the convex portion of the concave-convex structure on the upper surface of the concave portion so as to be spaced apart from each other.
상기 하부 전극 구조체(7200)는, 도 28을 참조하여 설명된 것과 같이, 하부 지지 기판(7100), 및 상기 하부 지지 기판(7100) 상의 하부 전극(7200)을 포함할 수 있다. 상기 하부 지지 기판(7100)은 올록부 및 볼록부를 포함하는 요철 구조를 가질 수 있다. 상기 하부 전극(7200)이 상기 하부 지지 기판(7100)의 상기 요철 구조 상에 배치되되, 상기 하부 지지 기판(7100)의 상기 요철 구조의 볼록부의 상부면 및 오목부의 상부면 상에 제공되되, 상기 볼록부와 상기 오목부를 연결하는 측면에는 제공되지 않을 수 있다.The lower electrode structure 7200 may include a lower support substrate 7100 and a lower electrode 7200 on the lower support substrate 7100, as described with reference to FIG. The lower support substrate 7100 may have a concave-convex structure including a convex portion and a convex portion. The lower electrode 7200 is disposed on the concavo-convex structure of the lower support substrate 7100 and is provided on the upper surface of the convex portion of the concave-convex structure of the lower support substrate 7100 and the upper surface of the concave portion, It may not be provided on the side connecting the convex portion and the concave portion.
상기 기능층(5000)은 상기 상부 전극 구조체(6100, 6200) 및 상기 하부 전극 구조체(7100, 7200) 사이에 배치될 수 있다. 상기 기능층(5000)이 압전 물질 또는 절연성 물질로 형성될 수 있다.The functional layer 5000 may be disposed between the upper electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structures 7100 and 7200. The functional layer 5000 may be formed of a piezoelectric material or an insulating material.
도 32를 참조하면, 상기 상부 전극 구조체(6100, 6200) 및 상기 하부 전극 구조체(7100, 7200) 사이에, 상기 기능층(5000)이 배치되되, 상기 기능층(5000)은 도 24를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 상부 전극(6200)과 대면하는 제1 표면, 및 상기 하부 전극(7200)과 대면하는 제2 표면을 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 각각 제3-1 패턴(5020a) 및 제3-2 패턴(5020b)이 제공될 수 있다.32, the functional layer 5000 is disposed between the upper and lower electrode structures 6100 and 6200 and the lower electrode structure 7100 and 7200, A first surface that faces the upper electrode 6200 and a second surface that faces the lower electrode 7200, as described herein, wherein the first surface and the second surface A 3-1 pattern 5020a and a 3-2 pattern 5020b may be provided, respectively.
도 33을 참조하면, 상술된 본 발명의 제12 및 제13 실시 예에 따른 상부 전극 구조체(6100, 6200)의 제조 방법이 설명된다. 상기 상부 지지 기판(6200)이 준비되고, 도 16을 참조하여 설명된 바와 같이, 마스터 패턴을 갖고, 상기 상부 지지 기판(6100) 보다 높은 경도를 갖는 마스터 기판을 이용하여, 상기 상부 지지 기판(6200)을 임계값 이상의 압력으로 누를 수 있다. 이에 따라, 요철 구조를 갖는 상부 지지 기판(6100) 이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 33, a method of manufacturing the upper electrode structure 6100, 6200 according to the twelfth and thirteenth embodiments of the present invention described above will be described. The upper support substrate 6200 is prepared and a master substrate having a master pattern and having a hardness higher than that of the upper support substrate 6100 is used as the upper support substrate 6200 ) At a pressure equal to or higher than the threshold value. Thus, an upper support substrate 6100 having a concave-convex structure can be formed.
이후, 상기 상부 지지 기판(6200) 상에 상기 상부 전극(6100)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 전극(6100)은 물리 기상 증착법, 화학 기상 증착법, 원자층 증착법, 용액 코팅 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.Then, the upper electrode 6100 may be formed on the upper support substrate 6200. For example, the upper electrode 6100 may be formed by various methods such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, atomic layer deposition, and solution coating.
본 발명의 제12 및 제13 실시 예에 따른 하부 전극 구조체(7100, 7200) 또한, 상기 상부 전극 구조체(6100, 6200)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.The lower electrode structures 7100 and 7200 according to the twelfth and thirteenth embodiments of the present invention may also be formed in the same manner as the upper electrode structures 6100 and 6200.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법의 구체적인 실험 제조 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. The energy harvester element and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention have been described above. Hereinafter, specific experimental production examples and characteristic evaluation results of the pressure-based plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention will be described.
도 34 및 도 35는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법에 따라 제조된 타겟 패턴 및 상기 타겟 패턴의 제조를 위한 마스터 기판을 촬영한 사진이다. FIGS. 34 and 35 are photographs of a target pattern manufactured according to the pressure-based plastic deformation patterning method and a master substrate for manufacturing the target pattern according to the embodiment of the present invention.
도 34의 (a) 및 (b)를 참조하면, 좁은 라인(narrow line) 패턴을 갖는 실리콘(Si) 기판 및 구리(Cu) 기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 좁은 라인 패턴의 역상에 대응되는 넓은 라인(wide line) 패턴을 제조하고, SEM(scanning electron microscope) 촬영하였다. 34 (a) and 34 (b), a silicon (Si) substrate and a copper (Cu) substrate having a narrow line pattern are prepared. The copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm < 2 > A wide line pattern corresponding to the reversed phase of the narrow line pattern was prepared, and SEM (scanning electron microscope) was taken.
도 34의 (a)에서 알 수 있듯이, 실리콘 기판 상에 좁은 라인 패턴이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 34 (a), it was confirmed that a narrow line pattern was formed on the silicon substrate.
도 34의 (b)에서 알 수 있듯이, 구리 기판 상에 좁은 라인 패턴의 역상인 넓은 라인 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 34 (b), it was confirmed that a wide line pattern, which is a reverse phase of a narrow line pattern, was formed on the copper substrate.
도 35의 (a) 및 (b)를 참조하면, 돌출 닷 패턴을 갖는 PDMS 기판 및 구리(Cu) 기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 PDMS 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 돌출 닷 패턴의 역상에 대응되는 함몰 닷 패턴을 제조하고, SEM(scanning electron microscope) 촬영하였다. 35 (a) and 35 (b), a PDMS substrate and a copper (Cu) substrate having protruding dot patterns are prepared. On the copper substrate, 49 kgf / mm < 2 > Was applied to fabricate a depressed dot pattern corresponding to the opposite phase of the protruding dot pattern, and was taken by scanning electron microscope (SEM).
도 35의 (a)에서 알 수 있듯이, PDMS 기판 상에 돌출 닷 패턴이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 35 (a), it was confirmed that a protruding dot pattern was formed on the PDMS substrate.
도 35의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 구리 기판 상에 돌출 닷 패턴의 역상인 함몰 닷 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 35 (b), it was confirmed that a recessed dot pattern, which is a reverse phase of the protruding dot pattern, was formed on the copper substrate.
이에 따라, 상대적으로 경도가 낮은 기판 상에 상대적으로 경도가 높은 기판으로 압력을 가하여, 상대적으로 경도가 높은 기판의 패턴의 역상에 대응하는 패턴이, 상대적으로 경도가 높은 기판 상에 형성되는 것을 알 수 있다. As a result, it is found that a pattern corresponding to a reversed phase of a pattern of a substrate having a relatively high hardness is formed on a substrate having a relatively high hardness by applying pressure to a substrate having a relatively high hardness on a substrate having a relatively low hardness .
실리콘, 구리, 및 다른 물질들의 모스(Moh's) 경도가 아래 <표 1>을 통하여 정리된다. The Moh's hardness of silicon, copper, and other materials is summarized in Table 1 below.
물질matter 모스 경도(Moh's hardness)Moh's hardness
BN(boron nitride)BN (boron nitride) ~ 2~ 2
GraphiteGraphite ~ 0.5-1~ 0.5-1
Zinc oxideZinc oxide ~ 4.5~ 4.5
AluminumAluminum ~ 2.5~ 2.5
CopperCopper ~ 2.5-3~ 2.5-3
IronIron ~ 4-5~ 4-5
GoldGold ~ 2.5-3~ 2.5-3
NickelNickel ~ 5~ 5
PalladiumPalladium ~ 4.9~ 4.9
PlatinumPlatinum ~ 4.3~ 4.3
SilverSilver ~ 2.5-4~ 2.5-4
SilliconSillicon ~ 6.5~ 6.5
도 36은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법과 종래의 소프트 임프린트 방법으로 형성된 패턴을 비교한 사진이다. 36 is a photograph of a pattern formed by a pressurizing method plastic deformation patterning method and a conventional soft imprint method according to an embodiment of the present invention.
도 36의 (a)를 참조하면, PET 기판 상에 실리콘 기판으로 5 kgf/mm2 의 힘을 가하여 소프트 임프린팅을 수행하고, PET 기판 상에 실리콘 기판으로 65 kgf/mm2 의 힘을 가하여 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝을 수행하였다. 이후, 각각의 방법이 수행된 상기 PET 기판들을 촬영하였다. 도 11의 (a)에서 알 수 있듯이, PET 기판 상에 종래의 소프트 임프린트 방법으로는 패턴이 형성되지 않았지만, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로는 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 36 (a), soft imprinting is performed by applying a force of 5 kgf / mm 2 to a silicon substrate on a PET substrate, and a force of 65 kgf / mm 2 is applied to a silicon substrate on the PET substrate, Pressure plastic deforming patterning according to the embodiment was performed. Then, the PET substrates on which the respective methods were performed were photographed. As can be seen from FIG. 11 (a), no pattern was formed on the PET substrate by the conventional soft imprint method, but it was confirmed that the pattern was formed by the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment.
도 36의 (b)를 참조하면, Cu 기판 상에 실리콘 기판으로 5 kgf/mm2 의 힘을 가하여 소프트 임프린팅을 수행하고, Cu 기판 상에 실리콘 기판으로 130 kgf/mm2 의 힘을 가하여 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝을 수행하였다. 이후, 각각의 방법이 수행된 상기 Cu 기판들을 촬영하였다. 도 36의 (b)에서 알 수 있듯이, Cu 기판 상에 종래의 소프트 임프린트 방법으로는 패턴이 형성되지 않았지만, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로는 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 36 (b), soft imprinting is performed by applying a force of 5 kgf / mm 2 to a silicon substrate on a Cu substrate, and a force of 130 kgf / mm 2 is applied to a silicon substrate on the Cu substrate, Pressure plastic deforming patterning according to the embodiment was performed. Thereafter, the Cu substrates on which the respective methods were performed were photographed. As can be seen from FIG. 36 (b), no pattern was formed on the Cu substrate by the conventional soft imprinting method, but it was confirmed that the pattern was formed by the pressing method plastic deformation patterning method according to the above embodiment.
이에 따라, PET 기판 및 Cu 기판 상에 종래의 소프트 임프린팅 방법으로는 패턴의 형성이 용이하지 않지만, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로는 용이하게 패턴이 형성되는 것을 알 수 있다.Accordingly, it is not easy to form a pattern on the PET substrate and the Cu substrate by the conventional soft imprinting method. However, it can be seen that the pattern is easily formed by the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment.
도 37 및 도 38은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 제조된 다양한 타겟 패턴들을 촬영한 사진이다. 37 and 38 are photographs of various target patterns formed by the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 37의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 실리콘(Si) 기판 및 구리(Cu) 기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 실리콘 기판 패턴의 역상에 대응되는 패턴을 제조하고, SEM 촬영하였다. 37 (a) to (d), a silicon (Si) substrate and a copper (Cu) substrate are prepared. The copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; A pressure corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared, and SEM photograph was taken.
도 37의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 실리콘 기판이 좁은 라인 패턴을 갖는 경우, 상기 구리 기판은 상기 좁은 라인 패턴의 역상인 넓은 라인 패턴을 갖는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 37 (a), when the silicon substrate has a narrow line pattern, it can be confirmed that the copper substrate has a wide line pattern which is a reverse phase of the narrow line pattern.
도 37의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실리콘 기판이 넓은 라인 패턴을 갖는 경우, 상기 구리 기판은 상기 넓은 라인 패턴의 역상인 좁은 라인 패턴을 갖는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 37 (b), when the silicon substrate has a wide line pattern, it can be confirmed that the copper substrate has a narrow line pattern which is a reverse phase of the wide line pattern.
도 37의 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 실리콘 기판이 그물(mesh) 패턴을 갖는 경우, 상기 구리 기판은 상기 그물 패턴의 역상인 사각형(square) 패턴을 갖는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 37 (c), when the silicon substrate has a mesh pattern, it can be confirmed that the copper substrate has a square pattern which is a reverse phase of the net pattern.
도 37의 (d)에서 알 수 있듯이, 상기 실리콘 기판이 사각형 패턴을 갖는 경우, 상기 구리 기판은 상기 사각형 패턴의 역상인 그물 패턴을 갖는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from FIG. 37 (d), when the silicon substrate has a rectangular pattern, it can be confirmed that the copper substrate has a net pattern which is a reverse phase of the square pattern.
도 38의 (a)를 참조하면, 구리 기판 및 라인 패턴을 갖는 실리콘 기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 라인 패턴의 역상에 대응되는 패턴을 제조하고, SEM 촬영하였다. Referring to Figure 38 (a), a copper substrate and a silicon substrate having a line pattern are prepared. The copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; A pressure corresponding to the inverse phase of the line pattern was prepared and SEM image was taken.
도 38의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 구리 기판 상에 상기 라인 패턴의 역상인 라인 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 38 (a), it was confirmed that a line pattern, which is a reverse phase of the line pattern, was formed on the copper substrate.
도 38의 (b)를 참조하면, 도 13의 (a)를 참조하여 제조된 라인 패턴을 갖는 구리 기판 및 라인 패턴을 갖는 실리콘 기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하되, 상기 실리콘 기판을 상기 구리 기판의 상부면의 법선을 기준으로 시계 방향 90° 회전시킨 후 압력을 가하여 패턴을 제조하고, SEM 촬영하였다. Referring to FIG. 38 (b), a copper substrate having a line pattern manufactured by referring to FIG. 13 (a) and a silicon substrate having a line pattern are prepared. The copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; The silicon substrate was rotated 90 degrees clockwise with respect to the normal line of the upper surface of the copper substrate, and a pressure was applied thereto to form a pattern and SEM image was taken.
도 38의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 구리 기판 상에 상기 라인 패턴 및 시계 방향으로 90° 회전된 상기 라인 패턴이 중첩되어 사각형(square) 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIG. 38 (b), it was confirmed that the line pattern and the line pattern rotated 90 ° clockwise were superimposed on the copper substrate to form a square pattern.
도 38의 (c)를 참조하면, 도 38의 (b)를 참조하여 제조된 사각형 패턴을 갖는 구리 기판 및 라인 패턴을 갖는 실리콘 기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하되, 상기 실리콘 기판을 상기 구리 기판의 상부면의 법선을 기준으로 시계 방향 45° 회전시킨 후 압력을 가하여 패턴을 제조하고, SEM 촬영하였다. Referring to (c) of FIG. 38, a copper substrate having a rectangular pattern and a silicon substrate having a line pattern manufactured by referring to FIG. 38 (b) are prepared. The copper substrate was coated with the silicon substrate at 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; The silicon substrate was rotated clockwise by 45 ° with respect to the normal line of the upper surface of the copper substrate, and a pressure was applied thereto to form a pattern, and SEM photograph was taken.
도 38의 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 구리 기판 상에 상기 사각형 패턴 및 시계 방향으로 45° 회전된 상기 라인 패턴이 중첩되어 삼각형(triangle) 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 38 (c), it was confirmed that the triangular pattern was formed by superimposing the rectangular pattern and the line pattern rotated by 45 ° in the clockwise direction on the copper substrate.
이에 따라, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 상기 타겟 기판 상에 상기 제1 마스터 기판을 회전시키는 방법으로 복수회 접촉시켜, 다양한 형상의 패턴을 제조할 수 있다는 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be understood that the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment can produce patterns of various shapes by contacting the target substrate a plurality of times by rotating the first master substrate.
도 39는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법이 적용 가능한 다양한 타겟 기판의 종류를 촬영한 사진이다.FIG. 39 is a photograph of types of various target substrates to which the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention is applicable.
도 39의 (a) 내지 (l)을 참조하면, 니켈 기판, 알루미늄 기판, 구리 기판, ITO 기판, 가죽, 한지, 복사지, 오징어 껍질, 머리카락, PET 기판, PMMA 기판, 및 SU8 기판 상에 압력을 가하여 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝을 수행하고, 패턴이 형성된 기판을 촬영하였다.39 (a) to 39 (l), pressure is applied on a nickel substrate, an aluminum substrate, a copper substrate, an ITO substrate, a leather, a paper, a copy paper, a squid skin, a hair, a PET substrate, a PMMA substrate, A pressure-based plastic deformation patterning according to the above-described embodiment was performed, and a substrate on which a pattern was formed was photographed.
도 39의 (a) 내지 (l)에서 알 수 있듯이, 니켈 기판, 알루미늄 기판, 구리 기판, ITO 기판, 가죽, 한지, 복사지, 오징어 껍질, 머리카락, PET 기판, PMMA 기판, 및 SU8 기판 상에 상기 실시 예에 따른 소성변형 패터닝을 수행한 경우, 패턴이 잘 형성된 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 니켈 기판, 알루미늄 기판, 구리 기판, ITO 기판, 가죽, 한지, 복사지, 오징어 껍질, 머리카락, PET 기판, PMMA 기판, 및 SU8 기판이 상기 실시 예에 따른 소성변형 패터닝 방법 중 타겟 기판으로 사용 가능하다는 것을 알 수 있다.As can be seen from Figs. 39 (a) to 39 (l), on the surfaces of the nickel substrate, the aluminum substrate, the copper substrate, the ITO substrate, the leather, the paper, the copy paper, the squid skin, the hair, the PET substrate, When the plastic deformation patterning according to the embodiment was performed, it was confirmed that the pattern was well formed. Thus, a nickel substrate, an aluminum substrate, a copper substrate, an ITO substrate, a leather, a paper, a copy paper, a squid skin, a hair, a PET substrate, a PMMA substrate, and an SU8 substrate are used as a target substrate in the plastic deformation patterning method according to the embodiment It can be seen that it is possible.
도 40은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 제조된 타겟 기판을 촬영한 사진이다. FIG. 40 is a photograph of a target substrate manufactured by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
도 40의 (a)를 참조하면, 실리콘(Si) 기판 및 니켈(Ni) 기판이 준비된다. 상기 니켈 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 실리콘 기판 패턴의 역상에 대응되는 패턴을 제조하고, SEM 촬영하였다.Referring to Figure 40 (a), a silicon (Si) substrate and a nickel (Ni) substrate are prepared. On the nickel substrate, the silicon substrate was filled with 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; A pressure corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared, and SEM photograph was taken.
도 40의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 니켈 기판 상에 상기 실리콘 기판의 역상 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 40 (a), it was confirmed that a reversed phase pattern of the silicon substrate was formed on the nickel substrate.
도 40의 (b)를 참조하면, 도 40의 (a)를 참조하여 상술된 방법에 따라 제조된 니켈 기판 및 구리(Cu)기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 니켈 기판으로 49 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 니켈 기판 패턴의 역상에 대응되는 패턴을 제조하고, SEM 촬영하였다.Referring to Figure 40 (b), a nickel substrate and a copper (Cu) substrate prepared according to the method described above with reference to Figure 40 (a) are prepared. On the copper substrate, 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; A pressure corresponding to the inverse phase of the nickel substrate pattern was prepared, and SEM photograph was taken.
도 40의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 구리 기판 상에 상기 니켈 기판의 역상 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 40 (b), it was confirmed that a reversed phase pattern of the nickel substrate was formed on the copper substrate.
도 41은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법 중 타겟 기판의 종류에 따라 변형되는 압력의 임계값을 나타내는 그래프이다. FIG. 41 is a graph showing a threshold value of a pressure that is deformed depending on the type of a target substrate in a pressure-based plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
도 41을 참조하면, 실리콘 기판 및 타겟 기판이 준비된다. 상기 타겟 기판이 고분자, 가교된(cross-linked) 고분자, 및 금속 소재인 경우에 대해, 상기 타겟 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 각기 다른 압력(stress, kgf/mm2)을 가한 후, 상기 타겟 기판이 변형된 깊이를 측정하였다. 41, a silicon substrate and a target substrate are prepared. (Stress (kgf / mm 2 )) is applied to the target substrate on the target substrate in the case where the target substrate is a polymer, a cross-linked polymer, and a metal material, The deformed depth was measured.
도 41에서 알 수 있듯이, 상기 타겟 기판이 고분자 소재인 경우, 5 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 때부터, 상기 타겟 기판의 변형된 깊이가 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 타겟 기판이 가교된 고분자 소재인 경우, 37 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 때부터, 상기 타겟 기판의 변형된 깊이가 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 타겟 기판이 금속 소재인 경우, 49 kgf/mm2 이상의 압력이 가해질 때부터, 상기 타겟 기판의 변형된 깊이가 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 41, when the target substrate was made of a polymer material, it was confirmed that the deformation depth of the target substrate sharply increased when a pressure of 5 kgf / mm 2 or more was applied. In addition, when the target substrate is a crosslinked polymer material, it was confirmed that the deformation depth of the target substrate sharply increases from when a pressure of 37 kgf / mm 2 or more is applied. In addition, when the target substrate is made of a metal material, it has been confirmed that the deformation depth of the target substrate sharply increases from when the pressure of 49 kgf / mm 2 or more is applied.
이에 따라, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 상기 타겟 기판의 물질 종류에 따라, 상기 타겟 기판 상에 가해지는 압력의 힘이 다른 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that the pressure applied to the target substrate varies depending on the type of material of the target substrate, in the method of pressing the plastic deformation patterning according to the above embodiment.
도 42는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법 중 타겟 기판 상에 가해지는 압력의 크기에 따라 상기 타겟 기판이 변형되는 것을 촬영한 사진이다. FIG. 42 is a photograph of the deformation of the target substrate according to the magnitude of the pressure applied on the target substrate in the pressurizing-type plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 42의 (a) 내지 (f)를 참조하면, 실리콘 기판 및 구리(Cu) 기판이 준비된다. 상기 구리 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 12.25, 24.5, 49, 61.25, 98, 및 134.75 kgf/mm2 의 압력을 가하여, 상기 실리콘 기판 패턴의 역상에 대응되는 패턴을 제조하고, SEM 촬영하였다.42 (a) to (f), a silicon substrate and a copper (Cu) substrate are prepared. The copper substrate was coated with the silicon substrate at 12.25, 24.5, 49, 61.25, 98, and 134.75 kgf / mm &lt; 2 &gt; A pattern corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared and SEM image was taken.
도 42의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 타겟 기판 상에 49 kgf/mm2 미만의 압력이 가해진 경우, 상기 타겟 기판 상에 패턴이 용이하게 형성되지 않는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from Figures 42 (a) and 42 (b), on the target substrate, 49 kgf / mm 2 It was confirmed that a pattern was not easily formed on the target substrate.
도 42의 (c) 내지 (f)에서 알 수 있듯이, 상기 타겟 기판 상에 49 kgf/mm2 이상의 압력이 가해진 경우, 상기 타겟 기판 상에 패턴이 용이하게 형성된 것을 확인할 수 있었다. 42 (c) to (f), on the target substrate, 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; It was confirmed that a pattern was easily formed on the target substrate.
이에 따라, 상기 타겟 기판이 금속 소재인 경우, 상기 타겟 기판 상에 타겟 패턴을 형성하기 위해 49 kgf/mm2 이상의 압력이 가해져야 한다는 것을 알 수 있다. Accordingly, when the target substrate is made of a metal material, 49 kgf / mm &lt; 2 &gt; It is understood that the above-mentioned pressure must be applied.
도 43은 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법에 사용되는 마스터 기판 및 타겟 기판의 물질 종류에 따른 경도 분포를 나타내는 그래프이다. FIG. 43 is a graph showing the hardness distribution according to the material types of the master substrate and the target substrate used in the pressure-based plastic deformation patterning method according to the embodiment of the present invention.
도 43을 참조하면, 상기 마스터 기판 및 상기 타겟 기판에 사용되는 PMMA, SU-8, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 및 실리콘(Si)을 준비하고, 각 물질별로 임의의 15곳을 지정 후 경도(hardness, Gpa)를 측정하고, 경도 분포를 나타내었다. 43, PMMA, SU-8, aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), and silicon (Si) used for the master substrate and the target substrate are prepared, The hardness (Gpa) was measured and the hardness distribution was shown.
도 43에서 알 수 있듯이, 상기 PMMA는 0.7 내지 0.8 Gpa의 경도 분포를 나타내고, 상기 SU-8은 0.8 내지 0.9 Gpa의 경도 분포를 나타내고, 상기 알루미늄은 0.9 내지 1.0 Gpa의 경도 분포를 나타내고, 상기 구리는 1.8 내지 2.2 Gpa의 경도 분포를 나타내고, 상기 니켈은 2.6 내지 2.7 Gpa의 경도 분포를 나타내고, 상기 실리콘은 12.8 내지 13 Gpa의 경도 분포를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 43, the PMMA exhibits a hardness distribution of 0.7 to 0.8 Gpa, the SU-8 exhibits a hardness distribution of 0.8 to 0.9 Gpa, the aluminum exhibits a hardness distribution of 0.9 to 1.0 Gpa, Has a hardness distribution of 1.8 to 2.2 Gpa, the nickel has a hardness distribution of 2.6 to 2.7 Gpa, and the silicon has a hardness distribution of 12.8 to 13 Gpa.
이에 따라, 상기 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법은, 실리콘(Si) 기판을 마스터 기판으로 사용하여 고분자, 가교된 고분자, 및 금속 기판 상에 패턴을 형성할 수 있는 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that the pressing method plastic deformation patterning method according to the embodiment can form a pattern on a polymer, a crosslinked polymer, and a metal substrate by using a silicon (Si) substrate as a master substrate.
도 44는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 하나의 기판 상에 다양한 크기의 패턴이 형성된 것을 촬영한 사진이다. FIG. 44 is a photograph of a pattern of various sizes formed on one substrate by a pressing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 44의 (a)를 참조하면, 마이크로 미터(um) 크기의 패턴을 갖는 실리콘 기판 및 알루미늄 기판이 준비된다. 상기 알루미늄 기판 상에 상기 실리콘 기판으로 40 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 실리콘 기판 패턴의 역상에 대응되는 패턴을 제조하고, 사진 촬영하였다.Referring to Figure 44 (a), a silicon substrate and an aluminum substrate having a micrometer (um) size pattern are prepared. On the aluminum substrate, 40 kgf / mm &lt; 2 &gt; A pressure corresponding to the inverse phase of the silicon substrate pattern was prepared and photographed.
도 44의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 알루미늄 기판 상에 마이크로 미터(um)의 크기를 갖는 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 44 (a), it was confirmed that a pattern having a size of micrometer (um) was formed on the aluminum substrate.
도 44의 (b)를 참조하면, 밀리 미터(mm) 크기의 패턴을 갖는 니켈 기판 및 알루미늄 기판이 준비된다. 상기 알루미늄 기판 상에 상기 니켈 기판으로 40 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 니켈 기판 패턴의 역상에 대응되는 패턴을 제조하고, 사진 촬영하였다.44 (b), a nickel substrate and an aluminum substrate having a pattern of a millimeter (mm) size are prepared. A pressure of 40 kgf / mm 2 or more was applied to the nickel substrate on the aluminum substrate to prepare a pattern corresponding to a reverse phase of the nickel substrate pattern, and a photograph was taken.
도 44의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 알루미늄 기판 상에 밀리 미터(mm)의 크기를 갖는 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from FIG. 44 (b), it was confirmed that a pattern having a size of millimeter (mm) was formed on the aluminum substrate.
도 44의 (c)를 참조하면, 도 44의 (a)를 참조하여 설명된 방법으로 제조된 마이크로 미터(um) 크기의 패턴을 갖는 알루미늄 기판 및 도 44의 (b)를 참조하여 설명된 밀리 미터(mm) 크기의 패턴을 갖는 니켈 기판이 준비된다. 마이크로 미터(um) 크기의 패턴을 갖는 상기 알루미늄 기판 상에 밀리 미터(mm) 크기의 패턴을 갖는 상기 니켈 기판으로 40 kgf/mm2 이상의 압력을 가하여, 상기 알루미늄 기판 패턴 및 상기 니켈 기판 패턴이 중첩된 패턴을 제조하고, 사진 촬영하였다.44 (c), an aluminum substrate having a micrometer (um) size pattern manufactured by the method described with reference to FIG. 44 (a) A nickel substrate having a pattern of a meter (mm) size is prepared. The nickel substrate having a pattern of a millimeter (mm) size on the aluminum substrate having a pattern of a micrometer (um) size was coated at 40 kgf / mm &lt; 2 &gt; Was applied to the aluminum substrate pattern and the nickel substrate pattern, and a photograph was taken.
도 44의 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 알루미늄 기판 상에 마이크로 미터(um) 크기 및 밀리 미터(mm) 크기를 갖는 패턴이 모두 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from FIG. 44 (c), it was confirmed that all of the patterns having a micrometer (um) size and a millimeter (mm) size were formed on the aluminum substrate.
이에 따라, 상기 실시 예에 따른 소성변형 패터닝 방법은, 하나의 기판 상에 서로 다른 크기를 갖는 복수의 패턴이 형성되는 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that a plurality of patterns having different sizes are formed on one substrate in the plastic deformation patterning method according to the embodiment.
도 45는 본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 패터닝 방법으로 하나의 기판 상에 다양한 선폭 및 단차의 패턴이 형성된 것을 촬영한 사진이다. FIG. 45 is a photograph of a pattern of various line widths and stepped patterns formed on one substrate by a pressurizing method plastic deformation patterning method according to an embodiment of the present invention.
도 45를 참조하면, 실리콘산화물 기판을 준비하고 광리소그래피 공정으로 트렌치를 형성하였다. 분자자기조립 공정으로 트랜치 내에 실리콘 산화물 나노 패턴을 형성하여, 단차 및 선폭이 다른 마스터 패턴을 제조하였다. Referring to FIG. 45, a silicon oxide substrate was prepared and a trench was formed by a photolithography process. Silicon oxide nanopatterns were formed in the trenches by molecular self-assembly process to produce master patterns with different step and line widths.
이후, 서로 다른 단차 및 선폭을 갖는 마스터 패턴으로 구리 기판을 눌러, 도 45에 도시된 것과 같이, 구리 기판 상에 단차 및 선폭이 다른 타겟 패턴을 제조하였다. 도 45에서 알 수 있듯이, 서로 다른 단차 및 선폭을 갖는 패턴이 용이하게 형성된 것을 확인할 수 있다. Thereafter, the copper substrate was pressed with the master pattern having different step and line width to produce a target pattern having different step and line width on the copper substrate as shown in Fig. As can be seen from FIG. 45, it can be seen that patterns having different step and line widths are easily formed.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
본 발명의 실시 예에 따른 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법, 그리고 에너지 하베스터 소자 및 그 제조 방법은 반도체 분야 등과 같이 미세 패터닝이 필요한 곳에 이용될 수 있다.The pressing method plastic deformation multipatterning method and the energy harvester element and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention can be used in a field where fine patterning is required such as a semiconductor field.
100: 제1 마스터 기판100: first master substrate
102: 제1 마스터 패턴102: First master pattern
110: 타겟 기판110: target substrate
112: 제1 타겟 패턴112: first target pattern
114: 제2 타겟 패턴114: second target pattern
116: 제3 타겟 패턴116: third target pattern
200: 제2 마스터 기판200: second master substrate
202: 제2 마스터 패턴202: second master pattern
300: 제3 마스터 기판300: Third master substrate
302: 제3 마스터 패턴302: Third master pattern
L1: 타겟 기판 하부면에서 제1 마스터 패턴까지의 레벨L 1 : level from the lower surface of the target substrate to the first master pattern
L2: 타겟 기판 하부면에서 제2 마스터 패턴까지의 레벨L 2 : level from the lower surface of the target substrate to the second master pattern
L3: 타겟 기판 하부면에서 제3 마스터 패턴까지의 레벨L 3 : level from the lower surface of the target substrate to the third master pattern
500: 마스터 기판부500:
502: 제1 마스터 패턴부502: First master pattern portion
504: 제2 마스터 패턴부504: second master pattern portion
506: 제3 마스터 패턴부506: third master pattern portion
510: 타겟 기판부510: target substrate portion
511: 제1 타겟 패턴부511: first target pattern portion
512: 제2 타겟 패턴부512: second target pattern portion
513: 제3 타겟 패턴부513: Third target pattern portion
514: 제4 타겟 패턴부514: fourth target pattern portion
515: 제5 타겟 패턴부515: fifth target pattern portion
h1: 마스터 기판부의 하부면에서 제1 마스터 패턴부까지의 레벨h 1 : level from the lower surface of the master substrate portion to the first master pattern portion
h2: 마스터 기판부의 하부면에서 제2 마스터 패턴부까지의 레벨h 2 : level from the lower surface of the master substrate portion to the second master pattern portion
h3: 마스터 기판부의 하부면에서 제3 마스터 패턴부까지의 레벨h 3 : level from the lower surface of the master substrate portion to the third master pattern portion
1000: 상부 전극 구조체1000: upper electrode structure
1100: 상부 전극1100: upper electrode
1200: 제1 마찰층1200: first friction layer
1220: 제1 패턴1220: First pattern
1300: 제1 마스터 기판1300: first master substrate
1320: 제1 마스터 패턴1320: 1st master pattern
2000: 하부 전극 구조체2000: Lower electrode structure
2100: 하부 전극2100: lower electrode
2200: 제2 마찰층2200: second friction layer
2300: 제2 마스터 기판2300: second master substrate
5000: 기능층5000: functional layer
5020a, 5020b: 제3 패턴5020a, 5020b: third pattern

Claims (20)

  1. 타겟(target) 기판을 준비하는 단계;Preparing a target substrate;
    제1 마스터 패턴을 포함하고, 상기 타겟 기판의 경도(hardness) 이상의 경도를 갖는 제1 마스터 기판을 준비하는 단계;Preparing a first master substrate comprising a first master pattern and having a hardness greater than or equal to a hardness of the target substrate;
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제1 마스터 패턴의 역상을 갖는 제1 타겟 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a first target pattern having a reversed phase of the first master pattern on the target substrate by applying pressure on the target substrate and the first master substrate while bringing the target substrate and the first master substrate into contact with each other, ; And
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 분리하는 단계를 포함하는 가압방식 소성변형 패터닝 방법. And separating the target substrate and the first master substrate.
  2. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판의 물질 종류에 따라 달라지는 것을 포함하는 가압방식 소성변형 패터닝 방법.Wherein the pressure applied to the target substrate and the first master substrate varies depending on the type of the target substrate.
  3. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판의 상부면, 하부면, 및 측면 중 적어도 어느 하나를 통해서, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 압력이 가해지고, A pressure is applied to the target substrate and the first master substrate through at least one of an upper surface, a lower surface, and a side surface of the target substrate and the first master substrate,
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 가해지는 압력은, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판의 물질 종류에 따라서, 0.1~1010kgf/mm2의 범위를 가지고, The pressure applied to the target substrate and the first master substrate ranges from 0.1 to 10 10 kgf / mm 2 depending on the kind of the target substrate and the first master substrate,
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 압력이 가해지는 동안, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판이 회전 또는 진동하거나, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 열이 제공되는 것을 포함하는 가압방식 소성변형 패터닝 방법. Wherein the target substrate and the first master substrate are rotated or vibrated while heat is applied to the target substrate and the first master substrate while pressure is applied to the target substrate and the first master substrate, A plastic deformation patterning method.
  4. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판에 가해지는 압력의 크기를 조절하여, 상기 제1 타겟 패턴의 높이가 제어되는 것을 포함하고, Wherein a height of the first target pattern is controlled by controlling a magnitude of a pressure applied to the target substrate and the first master substrate,
    상기 제 1 마스터 기판의 상기 제1 마스터 패턴의 형상 변화를 통하여 상기 타겟 기판의 상기 제1 타겟 패턴의 형상이 제어되는 것을 포함하는 가압방식 소성변형 패터닝 방법.Wherein the shape of the first target pattern of the target substrate is controlled by changing the shape of the first master pattern of the first master substrate.
  5. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력이 가해진 상태 또는 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력이 가해지기 전, Before the pressure is applied to the target substrate and the first master substrate or before the pressure is applied to the target substrate and the first master substrate,
    접촉된 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 열처리하거나, 또는 접촉된 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 자외선(ultraviolet)을 조사하는 단계를 포함하는 가압방식 소성변형 패터닝 방법. And applying ultraviolet light onto the target substrate and the first master substrate that have been heated or contacted with the target substrate and the first master substrate in contact with each other.
  6. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제 1 마스터 기판의 상기 제1 마스터 패턴의 폭은 서로 달라, 상기 타겟 기판의 상기 제1 타겟 패턴의 폭이 서로 다른 것을 포함하는 가압방식 소성변형 패터닝 방법.Wherein a width of the first master pattern of the first master substrate is different from a width of the first target pattern of the target substrate.
  7. 타겟(target) 기판을 준비하는 단계;Preparing a target substrate;
    제1 마스터 패턴을 포함하고, 상기 타겟 기판의 경도(hardness) 이상의 경도를 갖는 제1 마스터 기판을 준비하는 단계;Preparing a first master substrate comprising a first master pattern and having a hardness greater than or equal to a hardness of the target substrate;
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제1 마스터 패턴의 역상을 갖는 제1 타겟 패턴을 형성하는 단계; Forming a first target pattern having a reversed phase of the first master pattern on the target substrate by applying pressure on the target substrate and the first master substrate while bringing the target substrate and the first master substrate into contact with each other, ;
    상기 타겟 기판 및 상기 제1 마스터 기판을 분리하는 단계; Separating the target substrate and the first master substrate;
    제2 마스터 패턴을 포함하고 상기 타겟 기판의 경도 이상의 경도를 갖는 제2 마스터 기판을 준비하는 단계; 및Preparing a second master substrate including a second master pattern and having a hardness of at least the hardness of the target substrate; And
    상기 제1 타겟 패턴이 형성된 상기 타겟 기판 및 제2 마스터 패턴을 포함하는 제2 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제2 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제1 타겟 패턴의 일부가 상기 제2 마스터 패턴과 중첩되어 변형된 제2 타겟 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법. A second master substrate including a first master pattern and a second master pattern on which the first target pattern is formed, and applying pressure on the target substrate and the second master substrate, And partially overlapping the second master pattern to form a deformed second target pattern. &Lt; Desc / Clms Page number 25 &gt;
  8. 제7 항에 있어서,8. The method of claim 7,
    상기 제1 타겟 패턴 및 상기 제2 타겟 패턴은 상기 타겟 기판의 상부면 상에 형성되고, Wherein the first target pattern and the second target pattern are formed on an upper surface of the target substrate,
    상기 타겟 기판의 하부면을 기준으로, 상기 제1 타겟 패턴의 레벨은, 상기 제2 타겟 패턴까지의 레벨과 다른 것을 포함하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법. Wherein the level of the first target pattern is different from the level of the second target pattern with respect to the lower surface of the target substrate.
  9. 제8 항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 제2 타겟 패턴의 상부면의 레벨이, 상기 제1 타겟 패턴의 상부면의 레벨보다 낮은 것을 포함하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법. Wherein the level of the upper surface of the second target pattern is lower than the level of the upper surface of the first target pattern.
  10. 제8 항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 제1 타겟 패턴, 및 상기 제2 타겟 패턴은 서로 다른 레벨을 갖되, 서로 동일한 형상을 갖는 것을 포함하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법. Wherein the first target pattern and the second target pattern have different levels and have the same shape as each other.
  11. 제7 항에 있어서,8. The method of claim 7,
    상기 제1 마스터 기판 및 상기 타겟 기판 상에 가해진 압력과, 상기 제2 마스터 기판 및 상기 타겟 기판 상에 가해진 압력은 서로 다른 것을 포함하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법.Wherein the pressure applied on the first master substrate and the target substrate and the pressure applied on the second master substrate and the target substrate are different from each other.
  12. 제7 항에 있어서, 8. The method of claim 7,
    제3 마스터 패턴을 포함하는 제3 마스터 기판을 준비하는 단계; 및Preparing a third master substrate including a third master pattern; And
    상기 제2 타겟 패턴이 형성된 상기 타겟 기판 및 제3 마스터 패턴을 포함하는 제3 마스터 기판을 접촉시키되, 상기 타겟 기판 및 상기 제3 마스터 기판 상에 압력을 가하여, 상기 타겟 기판 상에 상기 제2 타겟 패턴의 일부가 상기 제3 마스터 패턴과 중첩되어 변형된 제3 타겟 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법. A third master substrate including the target pattern on which the second target pattern is formed and a third master pattern, and applying pressure on the target substrate and the third master substrate, Further comprising the step of forming a third target pattern in which a part of the pattern overlaps the third master pattern to form a deformed third target pattern.
  13. 제12 항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 제3 타겟 패턴은 상기 타겟 기판의 상부면 상에 형성되고, Wherein the third target pattern is formed on an upper surface of the target substrate,
    상기 타겟 기판의 하부면을 기준으로, 상기 제3 타겟 패턴의 레벨은, 상기 제1 타겟 패턴 및 상기 제2 타겟 패턴까지의 레벨과 다른 것을 포함하는 가압방식 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법. Wherein the level of the third target pattern is different from the level of the first target pattern and the second target pattern with respect to the lower surface of the target substrate.
  14. 제12 항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 제1 마스터 패턴, 상기 제2 마스터 패턴, 및 상기 제3 마스터 패턴은 서로 다른 형상인 것을 포함하는 가압방식 소성변형 멀티 패터닝 방법. Wherein the first master pattern, the second master pattern, and the third master pattern have different shapes.
  15. 상부 전극, 및 상기 상부 전극 상에 배치되고 제1 패턴을 갖는 제1 마찰층을 포함하는 상부 전극 구조체를 형성하는 단계;Forming an upper electrode structure comprising an upper electrode and a first rubbing layer disposed on the upper electrode and having a first pattern;
    하부 전극, 및 상기 하부 전극 상에 배치되고 제2 패턴을 갖는 제2 마찰층을A lower electrode, and a second rubbing layer disposed on the lower electrode and having a second pattern,
    포함하는 하부 전극 구조체를 형성하는 단계;Forming a lower electrode structure including the lower electrode structure;
    상기 제1 마찰층 및 상기 제2 마찰층이 서로 마주보도록, 상기 하부 전극 구조체 상에 상기 상부 전극 구조체를 배치하는 단계를 포함하되,Disposing the upper electrode structure on the lower electrode structure such that the first rubbing layer and the second rubbing layer face each other,
    상기 제1 및 제2 패턴을 갖는 상기 제1 및 제2 마찰층을 형성하는 단계는,Wherein forming the first and second friction layers with the first and second patterns comprises:
    상기 제1 및 제2 마찰층보다 높은 경도를 갖고, 제1 및 제2 마스터 패턴을 갖는 제1 및 제2 마스터 기판을 준비하는 단계; 및Preparing first and second master substrates having first and second master patterns having higher hardness than the first and second friction layers; And
    상기 제1 및 제2 마찰층을 상기 제1 및 제2 마스터 기판으로 눌러, 상기 제1 및 제2 마찰층 상에, 상기 제1 및 제2 마스터 패턴의 역상을 갖는 상기 제1 및 제2 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 에너지 하베스터 소자의 제조 방법.Pressing the first and second rubbing layers against the first and second master substrates to form first and second rubbing patterns on the first and second rubbing layers, And forming the energy harvester element.
  16. 제15 항에 있어서,16. The method of claim 15,
    상기 제1 마찰층 및 상기 제2 마찰층 사이에 제3 패턴을 갖는 기능층을 제공하는 단계를 더 포함하되,Providing a functional layer having a third pattern between the first and second friction layers,
    상기 기능층을 제공하는 단계는,Wherein providing the functional layer comprises:
    상기 기능층보다 높은 경도를 갖고, 제3 마스터 패턴을 갖는 제3 마스터 기판을 준비하는 단계; 및Preparing a third master substrate having a hardness higher than that of the functional layer and having a third master pattern; And
    상기 기능층을 상기 제3 마스터 기판으로 눌러, 상기 기능층 상에, 상기 제3 마스터 패턴의 역상을 갖는 상기 제3 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 에너지 하베스터 소자의 제조 방법.And pressing the functional layer against the third master substrate to form the third pattern having a reverse phase of the third master pattern on the functional layer.
  17. 제16 항에 있어서,17. The method of claim 16,
    상기 제1 마찰층, 상기 제2 마찰층, 및 상기 기능층 상에 가해지는 압력은,The pressure applied on the first friction layer, the second friction layer, and the functional layer,
    상기 제1 마찰층, 상기 제2 마찰층, 및 상기 기능층의 물질 종류에 따라 달라지는 것을 포함하는 에너지 하베스터 소자의 제조 방법.The second friction layer, and the material type of the functional layer. The method of manufacturing an energy harvester element according to claim 1,
  18. 제15 항에 따라 제조된 에너지 하네스터 소자에 있어서, 16. An energy harness element manufactured according to claim 15,
    상기 제1 패턴은, 상기 상부 전극과 접촉된 상기 제1 마찰층의 일면으로부터Wherein the first pattern is formed from one surface of the first friction layer in contact with the upper electrode
    서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제1 서브 패턴들을 포함하고,A plurality of first sub-patterns located at different levels and having the same shape,
    상기 제2 패턴은, 상기 하부 전극과 접촉된 상기 제2 마찰층의 일면으로부터Wherein the second pattern is formed from a surface of the second friction layer contacting with the lower electrode
    서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제2 서브 패턴들을 포함하는 에너지 하베스터 소자.Wherein the energy harvester element comprises a plurality of second sub-patterns located at different levels and having the same shape.
  19. 제18 항에 있어서, 19. The method of claim 18,
    상기 제1 마찰층 및 상기 제2 마찰층 사이에 배치되고, 제3 패턴을 갖는 기능층을 더 포함하되, Further comprising a functional layer disposed between the first rubbing layer and the second rubbing layer and having a third pattern,
    상기 기능층은 상기 제1 마찰층과 대면하는 제1 표면, 및 상기 제2 마찰층과 대면하는 제2 표면을 포함하고, The functional layer comprising a first surface facing the first friction layer and a second surface facing the second friction layer,
    상기 제3 패턴은, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 각각 제공되는 제3-1 패턴 및 제3-2 패턴을 포함하고, The third pattern includes a third-first pattern and a third-second pattern provided on the first surface and the second surface, respectively,
    상기 제3-1 패턴 및 상기 제3-2 패턴의 선폭은, 상기 제1 패턴의 선폭 및 상기 제2 패턴의 선폭과 다른 것을 포함하는 에너지 하베스터 소자. And the line widths of the third-first pattern and the third-second pattern include different line widths of the first pattern and the second pattern.
  20. 제19 항에 있어서, 20. The method of claim 19,
    상기 제3-1 패턴은, 상기 제1 마찰층으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제3-1 서브 패턴들을 포함하고, Wherein the third pattern comprises a plurality of third-first sub-patterns located at different levels from the first rubbing layer and having the same shape,
    상기 제3-2 패턴은, 상기 제2 마찰층으로부터 서로 다른 레벨에 위치하되, 동일한 형상을 갖는 복수의 제3-2 서브 패턴들을 포함하는 에너지 하베스터 소자. The third 3-2 pattern comprises a plurality of third -2 sub-patterns located at different levels from the second rubbing layer and having the same shape.
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