WO2024076091A1 - 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법 - Google Patents

재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법 Download PDF

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substrate
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조영태
김석
최수현
신승우
김우영
이제민
오승민
박서림
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창원대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a reentrant structure continuous patterning device and a reentrant structure continuous patterning method using the same. More specifically, the present invention relates to a reentrant structure continuous patterning method using the same, and more specifically, to It relates to a reentrant structure continuous patterning device capable of rapidly patterning and manufacturing a reentrant structure on a substrate surface of a large area and a reentrant structure continuous patterning method using the same.
  • omniphobic surfaces were manufactured using semiconductor processes such as photolithography and etching, or chemical surface treatment processes using fluorine compounds.
  • these existing methods not only use chemicals that are harmful to the human body or the environment, but also have a complicated manufacturing process. Therefore, there is a problem of rising costs.
  • the manufacturing method of the reentrant structure using processes such as photolithography or etching has a limitation in the processing area of the process, so there is great difficulty in manufacturing the reentrant structure in a large area.
  • related prior art literature includes Korean Patent No. 10-2052100 (title of the invention: Super liquid-repellent surface and method for manufacturing the same, registration date: 2019.11.28).
  • An embodiment of the present invention applies a UV imprint process and a wet induction process based on roll-to-roll continuous production technology to form a reentrant structure into a nano- or micro-sized micropattern on the surface of a large-area substrate.
  • a reentrant structure continuous patterning device capable of smoothly patterning and a reentrant structure continuous patterning method using the same.
  • a fine pattern of a reentrant structure for implementing an omniphobic functional surface is patterned at high speed on the surface of a substrate supplied in the form of a roll film using a roll-to-roll continuous production method.
  • a reentrant structure continuous patterning device that can be quickly and precisely formed to maximize manufacturing efficiency and a reentrant structure continuous patterning method using the same.
  • a first resin is applied to one side of a first substrate film continuously supplied in a roll-to-roll manner, and then a micro- or nano-sized fine structure pattern is applied to the first resin through a UV imprint process.
  • the fine pattern of the fine structure is brought into contact with the resin layer, and when the second resin of the resin layer moves along the fine structure through a wetting induction process by capillary force, ultraviolet rays are irradiated to form a fine pattern of the re-entry structure.
  • the first substrate film and the second substrate film are each recovered in a roll-to-roll manner.
  • a reentrant structure continuous patterning device including a substrate recovery unit is provided.
  • the patterning unit includes a first substrate supply unit that continuously supplies the first substrate film in a roll-to-roll manner, and a first substrate supply unit that applies the first resin to one surface of the first substrate film supplied from the first substrate supply unit.
  • It may include a resin application part, and a UV imprint part for imprinting and curing the fine pattern of the fine structure on the first resin applied to one surface of the first substrate film through a UV imprint process.
  • the UV imprint unit includes an imprint roller on which an imprint pattern for imprinting a fine pattern of the fine structure is formed on the first resin applied to the first substrate film, and when the fine pattern of the fine structure is imprinted by the imprint roller. It may include a first UV curing machine that cures the fine pattern of the fine structure by irradiating ultraviolet rays.
  • the imprint roller is rotatably disposed on the movement path of the first substrate film so as to roll into contact with one surface of the first substrate film, and rotates according to the movement of the first substrate film to form a fine structure of the fine structure.
  • a pattern can be continuously imprinted on the first resin.
  • the first UV curing machine may be disposed downstream from the rolling contact position of the first substrate film and the imprint roller along the movement path of the first substrate film.
  • the coating unit has a second substrate supply unit that continuously supplies the second substrate film in a roll-to-roll manner, and applies the second resin to one surface of the second substrate film supplied from the second substrate supply unit. It may include a second resin application part forming the resin layer.
  • the second resin applicator may be disposed on a movement path of the second substrate film to apply the second resin to one surface of the second substrate film using a spray coating method.
  • the reentrant structure forming unit includes a substrate coupling portion that combines the first substrate film and the second substrate film to bring the fine pattern of the fine structure and the resin layer into contact with each other, and the first substrate film and the resin layer. It may include a second UV curing machine disposed downstream of the substrate coupling portion along the movement path of the second substrate film and forming the re-entrant structure by irradiating ultraviolet rays to the second resin moved to the side of the microstructure.
  • the substrate coupling part includes a first coupling roller that rotates with the first substrate film while contacting the other surface of the first substrate film, and a first coupling roller that rotates with the second substrate film while contacting the other surface of the second substrate film. It may include a second coupling roller disposed corresponding to the first coupling roller to continuously couple the first substrate film and the second substrate film between the first coupling rollers.
  • the second coupling roller may be disposed below the first coupling roller.
  • the second substrate film is configured such that one side of the second substrate film faces upward to prevent the second resin from flowing down from the second substrate film due to gravity prior to bonding with the first substrate film. It can be moved between the first coupling roller and the second coupling roller.
  • the substrate recovery unit includes a substrate separator that separates the second substrate film from the first substrate film on which the fine pattern of the re-entrant structure is formed, and a substrate separator on which the fine pattern of the re-entrant structure is formed separated from the substrate separator. It may include a first substrate recovery unit that continuously recovers the first substrate film in a roll-to-roll manner, and a second substrate recovery unit that continuously recovers the second substrate film separated from the substrate separation unit in a roll-to-roll manner.
  • the substrate separator moves the first substrate film and the second substrate film on which the fine pattern of the reentrant structure is formed in different directions from the reentrant structure forming unit, thereby separating the first substrate film and the second substrate film. It can be provided with a structure to separate it.
  • the reentrant structure continuous patterning device is disposed between the patterning unit and the reentrant structure forming unit and moves the first substrate film from the patterning unit to the reentrant structure forming unit. It may further include a buffer roll unit that adjusts the moving speed to adjust the supply speed of the first substrate film and the second substrate film moved to the re-entrant structure forming unit.
  • a first substrate film and a second substrate film in a roll-to-roll manner, applying a first resin to one side of the first substrate film, and then adding a fine structure to the first resin.
  • forming a fine pattern using a UV imprint process forming a resin layer by applying a second resin to one side of the second substrate film, and continuously forming one side of the first substrate film and one side of the second substrate film.
  • a reentrant structure continuous patterning method including the step of continuous recovery of each roll in a two-roll manner is provided.
  • the step of forming a fine pattern of the fine structure on the first substrate film includes applying a first resin to one surface of the first substrate film, and forming an imprint pattern for imprinting the fine pattern of the fine structure. Imprinting a fine pattern of the fine structure on the first resin using an imprint roller, and when the fine pattern of the fine structure is imprinted on the first resin by the imprint roller, applying ultraviolet rays to the fine pattern of the fine structure. It may include the step of irradiating and curing.
  • the step of forming the fine pattern of the re-entrant structure includes forming the fine structure through a wetting induction process by capillary force of the second resin of the resin layer when the first substrate film and the second substrate film are bonded. moving along the side of the film, maintaining the bonded state of the first substrate film and the second substrate film for a preset time, and curing the second resin moved to the side of the microstructure by irradiating ultraviolet rays. It may include forming the re-entrant structure according to the instructions.
  • the reentrant structure continuous patterning device and the reentrant structure continuous patterning method using the same are based on roll-to-roll continuous production technology and create a fine pattern of the reentrant structure on the surface of the substrate film through a UV imprint process and a wet induction process. Continuous high-speed patterning is possible, and in addition, fine patterns of reentrant structures can be smoothly formed on the surface of a large-area substrate.
  • the reentrant structure continuous patterning device and the reentrant structure continuous patterning method using the same produce a micro- or nano-sized reentrant structure on one side of a substrate film supplied in the form of a roll film in a roll-to-roll continuous production method.
  • a micropattern of the reentrant structure can be quickly and precisely formed on one side of the substrate film, the manufacturing efficiency of the reentrant structure can be increased, and an omniphobic functional surface can be easily implemented by the micropattern of the reentrant structure. there is.
  • the manufacturing process can be simpler than manufacturing a fine pattern of a reentrant structure according to a production method using an existing photolithography process or a 3D printing process, the manufacturing cost can be reduced, and it is also excellent in terms of resolution. You can have an advantage.
  • the reentrant structure continuous patterning device and the reentrant structure continuous patterning method using the same are structured to precisely and high-speed pattern a fine pattern of a fine structure on one side of the first substrate film through a UV imprint process, Micropatterns of fine structures can be manufactured simply and precisely through the UV imprint process, and as a result, micropatterns of reentrant structures can be manufactured very finely in micro or nano sizes, providing omniphobic functionality that simultaneously realizes water and oil repellency.
  • the surface can be implemented smoothly.
  • the reentrant structure continuous patterning device and the reentrant structure continuous patterning method using the same allow the second resin of the second substrate film to be formed into the microstructure of the first substrate film by capillary force through a wetting induction process. Since it is a structure that patterns the fine pattern of the re-entry structure by moving it and then curing it with ultraviolet rays, the re-entry structure can be easily and quickly patterned through a very simple process, and the re-entry structure in the shape of an awning with the upper part protruding in the horizontal direction can be made into a micro-sized structure. It can be smoothly manufactured in nano size.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a reentrant structure continuous patterning device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an operating state of the reentrant structure continuous patterning device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the UV imprint portion of the patterning unit shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the reentrant structure forming unit shown in FIG. 2.
  • Figure 5 is a flowchart showing a reentrant structure continuous patterning method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the manufacturing process of a reentrant structure according to the reentrant structure continuous patterning method shown in FIG. 5.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a reentrant structure continuous patterning device 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an operating state of the reentrant structure continuous patterning device 1 shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the UV imprint unit 130 of the patterning unit 100 shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the reentrant structure forming unit 300 shown in FIG. 2.
  • the reentrant structure continuous patterning device 1 includes a patterning unit 100, a coating unit 200, a reentrant structure forming unit 300, and a substrate recovery unit. It may include (400) and a buffer roll unit (500).
  • the reentrant structure continuous patterning device 1 of this embodiment is based on roll-to-roll continuous production technology, and forms the reentrant structure 30 on the large-area substrate films 10 and 20 at high speed through a UV imprint process and a wet induction process.
  • a fine pattern of the re-entrant structure 30 can be formed on the surface of the substrate films 10 and 20 while continuously supplying and moving the substrate films 10 and 20 in a roll-to-roll manner. Therefore, inside the reentrant structure continuous patterning device 1, the patterning unit 100, the coating unit 200, the reentrant structure forming unit 300, and the substrate recovery unit 400 are installed to move the substrate films 10 and 20. It can be arranged along the route.
  • the reentrant structure continuous patterning device 1 of this embodiment easily forms a fine pattern of the reentrant structure 30 in a micro or nano size on the surface of the substrate films 10 and 20, thereby forming the substrate films 10 and 20.
  • ) can be smoothly implemented as an omniphobic surface that has both super-oleophobic and super-hydrophobic properties, and the process of forming a fine pattern of the re-entrant structure (30) on the surface of the substrate films (10, 20) can be done with one device. Since this is done continuously, productivity increases and manufacturing efficiency and cost reduction of the re-entry structure 30 can be maximized.
  • the substrate films 10 and 20 used in this embodiment are described as being provided as PET (polyethylene terephthalate) films, a transparent material that transmits ultraviolet rays, but are not limited thereto and may be provided in various types of other materials. You can.
  • the re-entry structure 30 of this embodiment has a 'T' shape with the upper end protruding in the horizontal direction on the surface of the substrate film 10, 20 by the resin 12, 22 cured by irradiation of ultraviolet rays. It can be provided as a structure.
  • the resins 12 and 22 as described above may be applied to the surface of the substrate films 10 and 20 using a spray coating method and may be formed into a ‘T’ shape through a UV imprint process and a wet induction process.
  • the patterning unit 100 of this embodiment applies the first resin 12 to one surface of the first substrate film 10 continuously supplied in a roll-to-roll manner, and then 1 A fine pattern of the fine structure 14 can be formed on the resin 12 using a UV imprint process.
  • the patterning unit 100 as described above can form a fine pattern of the fine structure 14 on one surface of the first substrate film 10 and then continuously supply it to the reentrant structure forming unit 300.
  • the patterning unit 100 may include a first substrate supply unit 110, a first resin application unit 120, and a UV imprint unit 130.
  • the first substrate supply unit 110 can continuously supply the first substrate film 10 according to a roll-to-roll method.
  • the first substrate film 10 may be rotatably disposed in a roll-shaped state and then supplied while being unwound by transfer rollers constituting the first substrate supply unit 110 .
  • the first substrate film 10 may be recovered after passing through the re-entrant structure forming unit 300 while being wound in a roll shape around the first substrate recovery unit 420 of the substrate recovery unit 400, which will be described later.
  • the first resin applicator 120 may apply the first resin 12 to one surface of the first substrate film 10 supplied from the first substrate supply unit 110.
  • the first resin applicator 120 may apply the first resin 12 to one surface of the first substrate film 10 at a preset thickness.
  • the application method of the first resin 12 as described above can be selected in various ways depending on the design conditions and circumstances of the re-entrant structure continuous patterning device 1, but in this embodiment, the first resin 12 is applied to the first resin application part. It is explained that it is applied by slot-die coating (120). Unlike the above, the application method of the first resin 12 is spray coating, inkjet coating, roll coating, or bar coating. It is also possible to coat (12).
  • representative roll coating methods include the anilox roll method, gravure method, and comma method, and the representative bar coating method is the Meyer Rod method.
  • the UV imprint portion 130 can be cured by imprinting a fine pattern of the fine structure 14 on the first resin 12 applied to one surface of the first substrate film 10 through a UV imprint process.
  • the UV imprint unit 130 may be disposed on the movement path of the first substrate film 10 and positioned between the first resin application unit 120 and the re-entrant structure forming unit 300.
  • the UV imprint portion 130 as described above is a microstructure (14) applied to the first resin 12 applied to one side of the first substrate film 10 using a UV imprint process during the movement of the first substrate film 10. ) can be formed continuously.
  • the fine structure 14 is described as being formed to protrude in a pillar shape, but it is not limited thereto.
  • the fine structures 14 may be formed to protrude in an interconnected shape.
  • the UV imprint unit 130 may include an imprint roller 132 and a first UV curing machine 134.
  • the imprint roller 132 may imprint a fine pattern of the fine structure 14 on the first resin 12 applied to the first substrate film 10.
  • An imprint pattern 131 may be formed on the outer periphery of the imprint roller 132 to imprint the fine pattern of the fine structure 14.
  • the imprint roller 132 as described above may be rotatably disposed on the movement path of the first substrate film 10 so as to roll into contact with one surface of the first substrate film 10. At this time, the imprint roller 132 may be rotated together with the first substrate film 10 while being in rolling contact with the first substrate film 10 when the first substrate film 10 is moved, and in the process, the imprint pattern may be formed.
  • the fine pattern of the fine structure 14 may be continuously imprinted on the first resin 12 of the first substrate film 10 by (131).
  • the first UV curing machine 134 cures the fine pattern of the fine structure 14 by irradiating ultraviolet rays to the fine pattern of the fine structure 14 when the fine pattern of the fine structure 14 is imprinted by the imprint roller 132. You can. To this end, the first UV curing machine 134 may be disposed downstream from the rolling contact position of the first substrate film 10 and the imprint roller 132 along the movement path of the first substrate film 10.
  • the first UV curing machine 134 as described above may include an ultraviolet ray generator that irradiates ultraviolet rays at a desired intensity.
  • the coating unit 200 of this embodiment applies the second resin 22 to one surface of the second substrate film 20 continuously supplied in a roll-to-roll manner to form a resin layer 24. can be formed.
  • the coating unit 200 as described above forms a resin layer 24 of the uncured second resin 22 on one surface of the second substrate film 20 and then continuously applies it to the reentrant structure forming unit 300. can be supplied.
  • the coating unit 200 may include a second substrate supply unit 210 and a second resin application unit 220.
  • the second substrate supply unit 210 can continuously supply the second substrate film 20 according to a roll-to-roll method.
  • the second substrate film 20 may be rotatably disposed in a roll-shaped state and then supplied while being unwound by transfer rollers constituting the second substrate supply unit 210 .
  • the second substrate film 20 may be recovered after passing through the re-entrant structure forming unit 300 while being wound in a roll shape around the second substrate recovery unit 430 of the substrate recovery unit 400, which will be described later.
  • the second resin applicator 220 applies the second resin 22 to one surface of the second substrate film 20 supplied from the second substrate supply unit 210 to form a resin layer 24 with a preset thickness. can do.
  • the second resin applicator 220 as described above is disposed on the movement path of the second substrate film 20 to apply the second resin 22 to one surface of the second substrate film 20 by spray coating. You can.
  • the second resin applicator 220 may be coated with the second resin 22 using a slot die coating method, an inkjet coating method, a roll coating method, or a bar coating method. That is, in this embodiment, the second resin 22 may be applied in various coating methods by the second resin application unit 220, and the second resin 22 may be applied to the resin layer ( 24) may be formed on one side of the second substrate film 20.
  • the reentrant structure forming unit 300 of this embodiment forms a fine structure by continuously combining one side of the first substrate film 10 and one side of the second substrate film 20.
  • the fine pattern of (14) can be brought into contact with the resin layer (24), and when the second resin (22) of the resin layer (24) moves along the fine structure (14) through a wetting induction process by capillary force, ultraviolet rays By irradiating, a fine pattern of the re-entrant structure 30 can be formed.
  • the re-entrant structure forming unit 300 as described above can bond the first substrate film 10 and the second substrate film 20 and continuously supply them to the substrate recovery unit 400.
  • the second resin 22 of the resin layer 24 when the resin layer 24 comes into contact with the fine pattern of the fine structure 14 due to the combination of the first substrate film 10 and the second substrate film 20, the second resin 22 of the resin layer 24 ) is in an uncured state, so the second resin 22 can be moved along the microstructure 14 by capillary force. At this time, the second resin 22 may move from the resin layer 24 to the side of the fine structure 14 to form a sunshade structure that protrudes in the horizontal direction from the side of the fine structure 14.
  • the reentrant structure forming unit 300 may include a substrate coupling portion 310 and a second UV curing unit 320 .
  • the substrate coupling unit 310 may couple the first substrate film 10 and the second substrate film 20 to bring the fine pattern of the microstructure 14 and the resin layer 24 into contact with each other.
  • the substrate coupling portion 310 includes a first coupling roller 312 that is in contact with the other surface of the first substrate film 10 and rotates together with the first substrate film 10, and a first coupling roller 312 that rotates together with the first substrate film 10. It may include a second coupling roller 314 that is disposed to correspond to the coupling roller 312 and rotates together with the second substrate film 20 while contacting the other surface of the second substrate film 20 .
  • the first coupling roller 312 rotates together with the first substrate film 10 and applies the first substrate film 10 to the rolling contact area between the first coupling roller 312 and the second coupling roller 314. It can be guided continuously.
  • the second coupling roller 314 rotates together with the second substrate film 20 and applies the second substrate film 20 to the rolling contact portion of the first coupling roller 312 and the second coupling roller 314. It can be guided continuously.
  • the second coupling roller 314 is disposed below the first coupling roller 312 and is formed with a larger diameter than the first coupling roller 312, so that the first coupling roller 312 and the second coupling roller 314 ) contact maintenance time can be stably secured.
  • the second coupling roller 314 When the second coupling roller 314 is disposed below the first coupling roller 312, one side of the second substrate film 20 faces upward, and the first coupling roller 312 and the second coupling roller 314 ) can be moved to the rolling contact area, and accordingly, the second resin 22 is separated from one side of the second substrate film 20 at a position prior to bonding of the second substrate film 20 and the first substrate film 10. The problem of flowing down due to gravity can be prevented in advance.
  • the second coupling roller 314 When the second coupling roller 314 is formed to have a sufficiently larger diameter than the first coupling roller 312, the first substrate film 10 and the second substrate film 20 are coupled to the first coupling roller 312 and the second coupling roller 312. In the state of being coupled by the roller 314, it is in close contact with the outer peripheral surface of the second coupling roller 314 and can rotate and move together with the second coupling roller 314, and thus the first substrate film 10 and the second substrate The films 20 may be placed on the outer peripheral surface of the second coupling roller 314, which rotates slower than the first coupling roller 312, for a long time while being coupled to each other.
  • the first substrate film 10 and the second substrate film 20 are placed in contact with each other on the outer peripheral surface of the second coupling roller 314 for a long time, so the resin layer applied to the second substrate film 20 Sufficient time can be secured to move the second resin 22 of (24) to the side of the microstructure 14 formed on the first substrate film 10 by capillary force.
  • the second UV curing machine 320 may form the re-entry structure 30 by irradiating ultraviolet rays to the second resin 22 of the sunshade structure moved to the side of the microstructure 14.
  • the second UV curing machine 320 as described above, like the first UV curing machine 134, may include an ultraviolet ray generator that irradiates ultraviolet rays at a desired intensity.
  • the second UV curing machine 320 may be disposed downstream of the substrate coupling portion 310 along the movement path of the first substrate film 10 and the second substrate film 20.
  • the second UV curing machine 320 is described as being disposed below the second coupling roller 314, but it is not limited thereto and the first substrate film 10 and the second substrate film 20 Based on the movement path, it can be placed anywhere as long as it is located downstream of the rolling contact area of the first coupling roller 312 and the second coupling roller 314.
  • the substrate recovery unit 400 may include a substrate separation unit 410, a first substrate recovery unit 420, and a second substrate recovery unit 430.
  • the substrate separator 410 separates the first substrate film 10 and the second substrate film 20 from the first substrate film 10 on which the fine pattern of the reentrant structure 30 is formed.
  • 20 may be composed of a plurality of separation rollers 412, 414, and 416 to move the roller in different directions. That is, the substrate separator 410 can move the first substrate film 10 on which the fine pattern of the reentrant structure 30 is formed in the first direction in the reentrant structure forming unit 300, and at the same time, move the first substrate film 10 on which the fine pattern of the reentrant structure 30 is formed.
  • the second substrate film 20 may be gradually separated from the first substrate film 10 by moving the substrate film 20 in the reentrant structure forming unit 300 in a second direction different from the first direction.
  • the substrate separator 410 is disposed in a position close to the reentrant structure forming unit 300 so that the first substrate film 10 and the second substrate film 20 are combined in the reentrant structure forming unit 300.
  • the first separation roller 412 is transferred to the first separation roller 412 to move the first substrate film 10 on which the fine pattern of the re-entry structure 30 is formed along the first direction ( a second separation roller 414 disposed at a position spaced apart from the first separation roller 412 in the first direction, and a first separation roller to move the second substrate film 20 along the second direction in the first separation roller 412
  • the first substrate recovery unit 420 may continuously recover the first substrate film 10 separated from the second substrate film 20 in the substrate separation unit 410 in a roll-to-roll manner. As described above, the first substrate film 10 on which the fine pattern of the re-entrant structure 30 is formed may be stored inside the first substrate recovery unit 420 while being wound in a roll shape.
  • the second substrate recovery unit 430 may continuously recover the second substrate film 20 separated from the first substrate film 10 in the substrate separation unit 410 in a roll-to-roll manner.
  • the second substrate film 20 as described above may be stored inside the second substrate recovery unit 430 while being wound in a roll shape.
  • the buffer roll unit 500 of this embodiment can variously adjust the moving speed of the first substrate film 10 moved from the patterning unit 100 to the reentrant structure forming unit 300. You can.
  • the buffer roll unit 500 can appropriately match the supply speed of the first substrate film 10 and the second substrate film 20 that are moved to the re-entrant structure forming unit 300.
  • the buffer roll unit 500 as described above may be disposed between the patterning unit 100 and the re-entrant structure forming unit 300.
  • the buffer roll unit 500 may include a substrate transport roller 510, a substrate pressing roller 520, and a roller pressing unit 530.
  • a plurality of substrate transfer rollers 510 will be provided on the movement path of the first substrate film 10 to transfer the first substrate film 10 from the patterning unit 100 to the re-entrant structure forming unit 300. You can.
  • At least one substrate pressure roller 520 may be disposed between the substrate transfer rollers 510 to provide pressure to the first substrate film 10 moved by the substrate transfer rollers 510 .
  • the substrate pressing roller 520 may be arranged to be movable in the vertical direction on the surface of the first substrate film 10, and as the pressing position of the substrate pressing roller 520 moves in the vertical direction, the first substrate film 10 The movement path of (10) can be increased or decreased. By using this, the speed of the first substrate film 10 supplied to the reentrant structure forming unit 300 can be adjusted to stably match the speed of the second substrate film 20.
  • the roller pressing unit 530 may be connected to the substrate pressing roller 520 to adjust the pressing position of the substrate pressing roller 520.
  • the roller pressing unit 530 may fix and support the position of the substrate pressing roller 520 after changing the pressing position of the substrate pressing roller 520 .
  • the reentrant structure continuous patterning method using the reentrant structure continuous patterning device 1 according to an embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a reentrant structure continuous patterning method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a diagram showing the manufacturing process of the reentrant structure 30 according to the reentrant structure continuous patterning method shown in FIG. 5.
  • the reentrant structure continuous patterning method includes the steps of continuously supplying the first substrate film 10 and the second substrate film 20 in a roll-to-roll manner ( S10, S14), applying the first resin 12 to one side of the first substrate film 10 and then forming a fine pattern of the fine structure 14 on the first resin 12 by a UV imprint process (S11) , S12, S13), forming the resin layer 24 by applying the second resin 22 to one side of the second substrate film 20 (S15), one side of the first substrate film 10 and the second A step (S16) of contacting the fine pattern of the fine structure 14 and the resin layer 24 by continuously bonding one side of the substrate film 20, and the second resin 22 of the resin layer 24 is subjected to capillary force.
  • the first substrate supply unit 110 of the patterning unit 100 supplies the first substrate film 10 roll-to-roll.
  • the substrate is continuously supplied using a roll-to-roll method
  • the second substrate supply unit 210 of the coating unit 200 continuously supplies the substrate using a roll-to-roll method.
  • the first resin of the patterning unit 100 applies the first resin 12 to one surface of the first substrate film 10, and the UV imprint unit 130 of the patterning unit 100 applies the fine structure 14 to the first resin 12.
  • the steps (S11, S12, and S13) of forming a fine pattern of the fine structure 14 on the first substrate film 10 include the first substrate film 10 supplied from the first substrate supply unit 110.
  • the first resin 12 is applied using an imprint roller 132 on which an imprint pattern 131 is formed to imprint the fine pattern of the fine structure 14. It includes a step of imprinting a fine pattern of the fine structure 14 (S12), and a step of forming a fine pattern of the fine structure 14 on the first substrate film 10 (S13).
  • step S15 of forming the resin layer 24 on the second substrate film 20 the second resin application portion 220 of the coating unit 200 is 2
  • the second resin 22 is applied to one side of the substrate film 20 to form the resin layer 24.
  • the substrate coupling portion of the reentrant structure forming unit 300 continuously bonds one side of the first substrate film 10 and one side of the second substrate film 20 to bring the fine pattern of the microstructure 14 into contact with the resin layer 24.
  • the second UV curing machine 320 of the reentrant structure forming unit 300 is used. 2 UV rays are irradiated to the resin 22 to form a fine pattern of the re-entry structure 30.
  • the first substrate film 10 and the second substrate film 20 maintain a sufficiently uniform contact state, and accordingly, the second resin 22 of the resin layer 24 is formed through a wetting induction process by capillary force. It moves sufficiently along this fine structure (14).
  • the second UV curing machine 320 of the reentrant structure forming unit 300 Ultraviolet rays are irradiated to the resin layer 24 of the second substrate film 20.
  • the uncured second resin 22 applied to one side of the second substrate film 20 is moved to the microstructure 14 formed on one side of the first substrate film 10, so that the second resin ( 22) A sunshade structure 26 protruding in the horizontal direction is formed at the upper end of the fine structure 14, and after the second resin 22 is cured by ultraviolet rays of the second UV curing machine 320, the fine structure ( 14) and a re-entry structure 30 provided by the sunshade structure 26 are formed.
  • the steps (S17, S18, and S19) of forming the fine pattern of the reentrant structure 30 include the second substrate of the resin layer 24 when the first substrate film 10 and the second substrate film 20 are bonded.
  • Moving the resin 22 along the side of the microstructure 14 through a wetting induction process using capillary force (S17), maintaining the bonded state of the first substrate film 10 and the second substrate film 20 A step (S18), and a step (S19) of forming the re-entry structure 30 by irradiating ultraviolet rays to the second resin 22 moved to the side of the microstructure 14 to harden it into the sunshade structure 26. may include.
  • the first substrate film 10 and the second substrate film 20 are brought into sufficiently uniform contact.
  • the second resin 22 of the resin layer 24 can be sufficiently moved along the microstructure 14 through a wetting induction process by capillary force.
  • magnetic radiation is irradiated to the resin layer 24 of the second substrate film 20.
  • the substrate separation unit 410 of the substrate recovery unit 400 The second substrate film 20 is separated from the first substrate film 10 on which the fine pattern of the reentrant structure 30 is formed. Accordingly, a plurality of reentrant structures 30 are arranged in micro or nano sizes on one surface of the first substrate film 10 and spaced apart at regular intervals.
  • the first substrate recovery unit 420 of the substrate recovery unit 400 collects the first substrate film 10. is continuously recovered in a roll-to-roll manner, and the second substrate recovery unit 430 of the substrate recovery unit 400 continuously recovers the second substrate film 20 in a roll-to-roll manner.

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치는, 롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제1 기판 필름의 일면에 제1 레진을 도포한 후 상기 제1 레진에 마이크로 또는 나노 크기의 미세 구조의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성하는 패터닝 유닛, 롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제2 기판 필름의 일면에 제2 레진을 도포하여 레진층을 형성하는 코팅 유닛, 상기 제1 기판 필름의 일면과 상기 제2 기판 필름의 일면을 연속적으로 결합시켜 상기 미세 구조의 미세패턴과 상기 레진층을 접촉시키고 상기 레진층의 상기 제2 레진이 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 상기 미세 구조를 따라 이동되면 자외선을 조사하여 재진입 구조의 미세패턴을 형성하는 재진입 구조 형성 유닛, 및 상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름으로부터 상기 제2 기판 필름을 분리한 후 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 각각 회수하는 기판 회수 유닛을 포함한다.

Description

재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법
본 발명은 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 롤투롤(roll-to-roll) 연속 생산 기술을 기반으로 UV 임프린트 공정과 습윤 유도 공정을 적용하여 대면적의 기판 표면에 재진입 구조를 신속하게 패터닝 제조할 수 있는 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법에 관한 것이다.
최근에는 발수, 발유, 방오, 방빙 등의 특수한 기능이 구현된 제품의 필요성이 날로 증가되고 있는 추세이다. 특히, 표면에 나노 크기 또는 마이크로 크기의 구조물을 생성하여 구조적 특성에 의해 발수나 발유 등의 기능성 필름을 제작하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기와 같은 발수나 발유 등의 기능성 필름은 모든 종류의 액체를 밀어내는 초발수성 및 초발유성을 갖는 옴니포빅(omniphobic) 표면을 제공할 수 있다.
예를 들면, 발수(소수성) 및 발유(소유성)의 기능을 동시에 구현된 옴니포빅 표면의 구조로서, 재진입(reentrant) 구조가 최근에 제안되어 활발하게 연구 개발되고 있다.
기존에는 포토리소그래피, 에칭과 같은 반도체 공정 또는 불소화합물을 이용한 화학적 표면처리 공정을 이용하여 옴니포빅 표면을 제조했지만, 이런 기존의 방식은 인체나 환경에 좋지 못한 화학물질을 사용할 뿐만 아니라 제조 공정이 복잡하여 비용이 상승하는 문제가 있다. 또한, 포토리소그래피나 에칭 등의 공정에 따른 재진입 구조의 제조 방법은 공정의 처리 면적에 한계가 있기 때문에 재진입 구조를 대면적으로 제조하는데 매우 큰 어려움이 있었다. 참고로, 관련 선행기술문헌으로는 한국등록특허 제10-2052100호(발명의 명칭: 초발액성 표면 및 이의 제조방법, 등록일: 2019.11.28)이 있다.
한편, 포토리소그래피나 3D 프린팅을 기반으로 재진입 구조의 미세패턴을 제조하는 기술도 제안되고 있다. 상기와 같은 재진입 구조의 미세패턴은 발수 성능과 발유 성능을 동시에 가지는 옴니포빅 성능을 구현 가능하다. 그런데, 기존에 재진입 구조를 형성하는 포토리소피그래피나 3D 프린팅 기술은 제조단가나 분해능 면에서 UV 나노 임프린트 기술에 비해 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 실시예는, 롤투롤(roll-to-roll) 연속 생산 기술을 기반으로 UV 임프린트 공정과 습윤 유도 공정을 적용하여 대면적의 기판 표면에 재진입 구조를 나노 크기나 마이크로 크기의 미세패턴으로 원활하게 패터닝 제조할 수 있는 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 옴니포빅의 기능성 표면을 구현하기 위한 재진입 구조의 미세패턴을 롤 필름 형태로 공급되는 기판의 표면에 롤투롤 연속 생산 방식으로 고속 패터닝함으로써 재진입 구조의 미세패턴을 기판에 신속하고 정밀하게 형성하여 제조 효율을 극대화시킬 수 있는 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제1 기판 필름의 일면에 제1 레진을 도포한 후 상기 제1 레진에 마이크로 또는 나노 크기의 미세 구조의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성하는 패터닝 유닛, 롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제2 기판 필름의 일면에 제2 레진을 도포하여 레진층을 형성하는 코팅 유닛, 상기 제1 기판 필름의 일면과 상기 제2 기판 필름의 일면을 연속적으로 결합시켜 상기 미세 구조의 미세패턴과 상기 레진층을 접촉시키고 상기 레진층의 상기 제2 레진이 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 상기 미세 구조를 따라 이동되면 자외선을 조사하여 재진입 구조의 미세패턴을 형성하는 재진입 구조 형성 유닛, 및 상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름으로부터 상기 제2 기판 필름을 분리한 후 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 각각 회수하는 기판 회수 유닛을 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 패터닝 유닛은, 상기 제1 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 공급하는 제1 기판 공급부, 상기 제1 기판 공급부에서 공급되는 상기 제1 기판 필름의 일면에 상기 제1 레진을 도포하는 제1 레진 도포부, 및 상기 제1 기판 필름의 일면에 도포된 상기 제1 레진에 UV 임프린트 공정을 통해 상기 미세 구조의 미세패턴을 각인시켜 경화하는 UV 임프린트부를 포함할 수 있다.
상기 UV 임프린트부는, 상기 제1 기판 필름에 도포된 상기 제1 레진에 상기 미세 구조의 미세패턴을 각인시키기 위한 임프린트 패턴이 형성된 임프린트 롤러, 및 상기 임프린트 롤러에 의해 상기 미세 구조의 미세패턴이 각인되면 상기 미세 구조의 미세패턴에 자외선을 조사하여 경화시키는 제1 UV 경화기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 임프린트 롤러는, 상기 제1 기판 필름의 일면에 굴림 접촉하도록 상기 제1 기판 필름의 이동 경로 상에 회전 가능하게 배치되고, 상기 제1 기판 필름의 이동에 따라 회전하면서 상기 미세 구조의 미세패턴을 상기 제1 레진에 연속적으로 각인할 수 있다.
그리고, 상기 제1 UV 경화기는, 상기 제1 기판 필름의 이동 경로를 따라 상기 제1 기판 필름과 상기 임프린트 롤러의 굴림 접촉 위치보다 하류에 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 코팅 유닛은, 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 공급하는 제2 기판 공급부, 및 상기 제2 기판 공급부에서 공급되는 상기 제2 기판 필름의 일면에 상기 제2 레진을 도포하여 상기 레진층을 형성하는 제2 레진 도포부를 포함할 수 있다.
상기 제2 레진 도포부는, 상기 제2 레진을 상기 제2 기판 필름의 일면에 스프레이 코팅 방식으로 도포하도록 상기 제2 기판 필름의 이동 경로 상에 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 재진입 구조 형성 유닛은, 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 결합시켜 상기 미세 구조의 미세패턴과 상기 레진층을 서로 접촉시키는 기판 결합부, 및 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 이동 경로를 따라 상기 기판 결합부의 하류에 배치되고 상기 미세 구조의 측면으로 이동된 상기 제2 레진에 자외선을 조사하여 상기 재진입 구조를 형성하는 제2 UV 경화기를 포함할 수 있다.
상기 기판 결합부는, 상기 제1 기판 필름의 타면과 접촉되면서 상기 제1 기판 필름과 함께 회전되는 제1 결합 롤러, 및 상기 제2 기판 필름의 타면과 접촉되면서 상기 제2 기판 필름과 함께 회전되고 상기 제1 결합 롤러와의 사이에서 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 연속적으로 결합시키도록 상기 제1 결합 롤러에 대응되게 배치된 제2 결합 롤러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 결합 롤러가 상기 제1 결합 롤러의 하측에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제2 기판 필름은 상기 제1 기판 필름과의 결합 이전에 상기 제2 레진이 상기 제2 기판 필름에서 중력에 의해 흘러내리지 않도록 상기 제2 기판 필름의 일면이 상측을 향하는 모습으로 상기 제1 결합 롤러와 상기 제2 결합 롤러 사이로 이동될 수 있다.
바람직하게, 상기 기판 회수 유닛은, 상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름에서 상기 제2 기판 필름을 분리하는 기판 분리부, 상기 기판 분리부에서 분리된 상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 회수하는 제1 기판 회수부, 및 상기 기판 분리부에서 분리된 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 회수하는 제2 기판 회수부를 포함할 수 있다.
상기 기판 분리부는, 상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름 및 상기 제2 기판 필름을 상기 재진입 구조 형성 유닛으로부터 서로 다른 방향을 향해 이동시킴으로써 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 분리시키는 구조로 마련될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치는, 상기 패터닝 유닛과 상기 재진입 구조 형성 유닛의 사이에 배치되고 상기 패터닝 유닛에서 상기 재진입 구조 형성 유닛으로 이동되는 상기 제1 기판 필름의 이동 속도를 조절하여 상기 재진입 구조 형성 유닛으로 이동되는 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 공급 속도를 맞추는 버퍼 롤 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 기판 필름과 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 각각 연속 공급하는 단계, 상기 제1 기판 필름의 일면에 제1 레진을 도포한 후 상기 제1 레진에 미세 구조의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성하는 단계, 상기 제2 기판 필름의 일면에 제2 레진을 도포하여 레진층을 형성하는 단계, 상기 제1 기판 필름의 일면과 상기 제2 기판 필름의 일면을 연속적으로 결합시켜 상기 미세 구조의 미세패턴과 상기 레진층을 접촉시키는 단계, 상기 레진층의 상기 제2 레진이 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 상기 미세 구조를 따라 이동되면 상기 제2 레진에 자외선을 조사하여 재진입 구조의 미세패턴을 형성하는 단계, 상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름으로부터 상기 제2 기판 필름을 분리하는 단계, 및 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 각각 연속 회수하는 단계를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 제1 기판 필름에 미세 구조의 미세패턴을 형성하는 단계는, 상기 제1 기판 필름의 일면에 제1 레진을 도포하는 단계, 상기 미세 구조의 미세패턴을 각인시키기 위한 임프린트 패턴이 형성된 임프린트 롤러를 이용하여 상기 제1 레진에 상기 미세 구조의 미세패턴을 각인하는 단계, 및 상기 임프린트 롤러에 의해 상기 미세 구조의 미세패턴이 상기 제1 레진에 각인되면 상기 미세 구조의 미세패턴에 자외선을 조사하여 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 재진입 구조의 미세패턴을 형성하는 단계는, 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 결합시 상기 레진층의 상기 제2 레진을 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 상기 미세 구조의 측면을 따라 이동시키는 단계, 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 결합 상태를 미리 설정된 시간동안 유지하는 단계, 및 상기 미세 구조의 측면으로 이동된 상기 제2 레진에 자외선을 조사하여 경화시킴에 따라 상기 재진입 구조를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법은, 롤투롤 연속 생산 기술을 기반으로 UV 임프린트 공정과 습윤 유도 공정을 통해 기판 필름의 표면에 재진입 구조의 미세패턴을 연속적으로 고속 패터닝할 수 있고, 뿐만 아니라 대면적의 기판 표면에도 재진입 구조의 미세패턴을 원활하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법은, 마이크로 크기 또는 나노 크기의 재진입 구조를 롤 필름 형태로 공급되는 기판 필름의 일면에 롤투롤 연속 생산 방식으로 고속 패터닝함으로써, 재진입 구조의 미세패턴을 기판 필름의 일면에 신속하고 정밀하게 형성할 수 있고, 재진입 구조의 제조 효율을 높일 수 있으며, 재진입 구조의 미세패턴에 의해 옴니포빅의 기능성 표면을 간편하게 구현할 수 있다. 특히, 본 실시예는, 기존의 포토리소그래피 공정 또는 3D 프린팅 공정을 적용한 생산 방식에 따라 재진입 구조의 미세패턴을 제조하는 것보다 제조 공정이 단순할 수 있고 제조단가를 절감할 수 있으며 분해능 측면에서도 우수한 이점을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법은, UV 임프린트 공정을 통해 제1 기판 필름의 일면에 미세 구조의 미세패턴을 정밀하게 고속 패터닝하는 구조이므로, 미세 구조의 미세패턴이 UV 임프린트 공정을 통해 간단하면서 정밀하게 제작할 수 있고, 그에 따라 재진입 구조의 미세패턴을 마이크로 크기나 나노 크기로 매우 미세하게 제작 가능하여 발수와 발유가 동시에 구현된 옴니포빅의 기능성 표면을 원활하게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치 및 그것을 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법은, 습윤 유도 공정을 통해 제2 기판 필름의 제2 레진이 모세관력에 의해 제1 기판 필름의 미세 구조로 이동시킨 후 자외선으로 경화시켜 재진입 구조의 미세패턴을 패터닝하는 구조이므로, 재진입 구조를 매우 간단한 공정을 통해 간편하고 신속하게 패터닝할 수 있고, 상단부가 수평방향으로 돌출된 차양 형상의 재진입 구조를 마이크로 크기나 나노 크기로 원활하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 재진입 구조 연속 패터닝 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 패터닝 유닛의 UV 임프린트부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 재진입 구조 형성 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 방법이 도시된 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 재진입 구조 연속 패터닝 방법에 따른 재진입 구조의 제작 과정을 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)가 도시된 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 패터닝 유닛(100)의 UV 임프린트부(130)를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 재진입 구조 형성 유닛(300)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)는, 패터닝 유닛(100), 코팅 유닛(200), 재진입 구조 형성 유닛(300), 기판 회수 유닛(400) 및 버퍼 롤 유닛(500)을 포함할 수 있다.
본 실시예의 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)는, 롤투롤 연속 생산 기술을 기반으로 UV 임프린트 공정과 습윤 유도 공정을 통해 대면적의 기판 필름(10, 20) 상에 재진입 구조(30)를 고속으로 패터닝하는 장치로서, 기판 필름(10, 20)을 롤투롤 방식으로 연속적으로 공급하여 이동시키면서 기판 필름(10, 20)의 표면에 재진입 구조(30)의 미세패턴을 형성할 수 있다. 그로 인하여, 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)의 내부에는 패터닝 유닛(100), 코팅 유닛(200), 재진입 구조 형성 유닛(300) 및 기판 회수 유닛(400)이 기판 필름(10, 20)의 이동 경로를 따라 마련될 수 있다.
또한, 본 실시예의 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)는, 재진입 구조(30)의 미세패턴을 기판 필름(10, 20)의 표면에 마이크로 크기 또는 나노 크기로 간편하게 형성함으로써, 기판 필름(10, 20)의 표면을 초발유와 초발수의 특성을 동시에 갖는 옴니포빅 표면으로 원활하게 구현할 수 있고, 재진입 구조(30)의 미세패턴을 기판 필름(10, 20)의 표면에 형성하는 공정이 하나의 장치에서 연속적으로 이루어지기 때문에 생산성이 증가하여 재진입 구조(30)의 제조 효율 및 비용 절감을 극대화시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서 사용되는 기판 필름(10, 20)은, 자외선을 투과하는 투명 재질의 PET(polyethylene terephthalate) 필름으로 제공되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 종류의 다른 재질로 제공될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 실시예의 재진입 구조(30)는, 자외선의 조사에 의해 경화되는 레진(12, 22)에 의해 기판 필름(10, 20)의 표면에 상단부가 수평방향으로 돌출된 ‘T’ 형상의 구조로 마련될 수 있다. 상기와 같은 레진(12, 22)은 기판 필름(10, 20)의 표면에 스프레이 코팅 방식으로 도포될 수 있고, UV 임프린트 공정과 습윤 유도 공정을 통해 ‘T’ 형상으로 형성될 수 있다.
도 1와 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 패터닝 유닛(100)는, 롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제1 기판 필름(10)의 일면에 제1 레진(12)을 도포한 후 제1 레진(12)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성할 수 있다. 상기와 같은 패터닝 유닛(100)은, 제1 기판 필름(10)의 일면에 미세 구조(14)의 미세패턴을 형성한 후 이를 재진입 구조 형성 유닛(300)에 연속적으로 공급할 수 있다.
예를 들면, 패터닝 유닛(100)은, 제1 기판 공급부(110), 제1 레진 도포부(120) 및 UV 임프린트부(130)를 포함할 수 있다.
제1 기판 공급부(110)는, 제1 기판 필름(10)을 롤투롤 방식에 따라 연속적으로 공급할 수 있다. 이를 위하여, 제1 기판 필름(10)은 롤 형상으로 감겨진 상태로 회전 가능하게 배치된 후 제1 기판 공급부(110)를 구성하는 이송 롤러들에 의해 풀어지면서 공급될 수 있다. 참고로, 제1 기판 필름(10)은 재진입 구조 형성 유닛(300)를 거친 후 후술하는 기판 회수 유닛(400)의 제1 기판 회수부(420)에 롤 형상으로 감겨지면서 회수될 수 있다.
제1 레진 도포부(120)는, 제1 기판 공급부(110)에서 공급되는 제1 기판 필름(10)의 일면에 제1 레진(12)을 도포할 수 있다. 제1 레진 도포부(120)는 제1 레진(12)을 제1 기판 필름(10)의 일면에 미리 설정된 두께로 도포할 수 있다. 상기와 같은 제1 레진(12)의 도포 방식은 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양하게 선택할 수 있지만, 본 실시예에서는 제1 레진(12)이 제1 레진 도포부(120)에 의해 슬롯다이코팅(slot-die coating) 방식으로 도포되는 것으로 설명한다. 상기와 다르게, 제1 레진(12)의 도포 방식은 스프레이 코팅(spray coating) 방식, 잉크젯 코팅(inkjet coating) 방식, 롤 코팅(roll coating) 방식 또는 바 코팅(bar coating) 방식 등으로 제1 레진(12)을 코팅하는 것도 가능하다. 여기서, 롤 코팅 방식은 아니록스 롤(anilox roll) 방식, 그라비어(gravure) 방식 및 코마(comma) 방식 등이 대표적이며, 바코팅 방식은 메이어 로드 방식이 대표적이다.
UV 임프린트부(130)는, 제1 기판 필름(10)의 일면에 도포된 제1 레진(12)에 UV 임프린트 공정을 통해 미세 구조(14)의 미세패턴을 각인시켜 경화할 수 있다. UV 임프린트부(130)는, 제1 기판 필름(10)의 이동 경로 상에 배치되되, 제1 레진 도포부(120)와 재진입 구조 형성 유닛(300) 사이에 위치될 수 있다. 상기와 같은 UV 임프린트부(130)는 제1 기판 필름(10)의 이동 과정에서 UV 임프린트 공정을 이용하여 제1 기판 필름(10)의 일면에 도포된 제1 레진(12)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 연속적으로 형성할 수 있다. 참고로, 본 실시예에서는 미세 구조(14)가 기둥 형상으로 돌출되게 형성된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 미세 구조(14)가 상호 연결된 형상으로 돌출되게 형성될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, UV 임프린트부(130)는 임프린트 롤러(132) 및 제1 UV 경화기(134)를 포함할 수 있다.
임프린트 롤러(132)는, 제1 기판 필름(10)에 도포된 제1 레진(12)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 각인시킬 수 있다. 임프린트 롤러(132)의 외주부에는 미세 구조(14)의 미세패턴을 각인시키기 위한 임프린트 패턴(131)이 형성될 수 있다. 상기와 같은 임프린트 롤러(132)는 제1 기판 필름(10)의 일면에 굴림 접촉하도록 제1 기판 필름(10)의 이동 경로 상에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 임프린트 롤러(132)는, 제1 기판 필름(10)의 이동시 제1 기판 필름(10)에 굴림 접촉된 상태로 제1 기판 필름(10)과 함께 회전될 수 있으며, 그 과정에서 임프린트 패턴(131)에 의해 제1 기판 필름(10)의 제1 레진(12)에 미세 구조(14)의 미세패턴이 연속적으로 각인될 수 있다.
제1 UV 경화기(134)는 임프린트 롤러(132)에 의해 미세 구조(14)의 미세패턴이 각인되면 미세 구조(14)의 미세패턴에 자외선을 조사하여 미세 구조(14)의 미세패턴을 경화시킬 수 있다. 이를 위하여, 제1 UV 경화기(134)는, 제1 기판 필름(10)의 이동 경로를 따라 제1 기판 필름(10)과 임프린트 롤러(132)의 굴림 접촉 위치보다 하류에 배치될 수 있다. 상기와 같은 제1 UV 경화기(134)는 원하는 강도로 자외선을 조사하는 자외선 발생기를 포함할 수 있다.
도 1와 도 2을 참조하면, 본 실시예의 코팅 유닛(200)은, 롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제2 기판 필름(20)의 일면에 제2 레진(22)을 도포하여 레진층(24)을 형성할 수 있다. 상기와 같은 코팅 유닛(200)은, 제2 기판 필름(20)의 일면에 경화되지 않은 제2 레진(22)의 레진층(24)을 형성한 후 이를 재진입 구조 형성 유닛(300)에 연속적으로 공급할 수 있다.
예를 들면, 코팅 유닛(200)은 제2 기판 공급부(210) 및 제2 레진 도포부(220)를 포함할 수 있다.
제2 기판 공급부(210)는, 제2 기판 필름(20)을 롤투롤 방식에 따라 연속적으로 공급할 수 있다. 이를 위하여, 제2 기판 필름(20)은 롤 형상으로 감겨진 상태로 회전 가능하게 배치된 후 제2 기판 공급부(210)를 구성하는 이송 롤러들에 의해 풀어지면서 공급될 수 있다. 참고로, 제2 기판 필름(20)은 재진입 구조 형성 유닛(300)을 거친 후 후술하는 기판 회수 유닛(400)의 제2 기판 회수부(430)에 롤 형상으로 감겨지면서 회수될 수 있다.
제2 레진 도포부(220)는, 제2 기판 공급부(210)에서 공급되는 제2 기판 필름(20)의 일면에 제2 레진(22)을 도포하여 미리 설정된 두께의 레진층(24)을 형성할 수 있다. 상기와 같은 제2 레진 도포부(220)는, 제2 기판 필름(20)의 일면에 스프레이 코팅 방식으로 제2 레진(22)을 도포하도록 제2 기판 필름(20)의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 상기와 다르게, 제2 레진 도포부(220)는 슬롯다이 코팅 방식, 잉크젯 코팅 방식, 롤 코팅 방식 또는 바 코팅 방식 등으로 제2 레진(22)을 코팅하는 것도 가능하다. 즉, 본 실시예에서는, 제2 레진(22)이 제2 레진 도포부(220)에 의해 다양한 코팅 방식으로 도포될 수 있으며, 해당 제2 레진(22)이 자외선 경화되지 않은 상태로 레진층(24)이 제2 기판 필름(20)의 일면에 형성될 수 있다.
도 1와 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 재진입 구조 형성 유닛(300)은, 제1 기판 필름(10)의 일면과 제2 기판 필름(20)의 일면을 연속적으로 결합시켜 미세 구조(14)의 미세패턴과 레진층(24)을 접촉시킬 수 있고, 레진층(24)의 제2 레진(22)이 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 미세 구조(14)를 따라 이동되면 자외선을 조사하여 재진입 구조(30)의 미세패턴을 형성할 수 있다. 상기와 같은 재진입 구조 형성 유닛(300)은 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 결합시킨 후 이를 기판 회수 유닛(400)에 연속적으로 공급할 수 있다.
즉, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)의 결합에 따라 레진층(24)이 미세 구조(14)의 미세패턴에 접촉되면, 레진층(24)의 제2 레진(22)은 경화되지 않은 상태이기 때문에 제2 레진(22)이 미세 구조(14)를 따라 모세관력에 의해 이동될 수 있다. 이때, 제2 레진(22)은 레진층(24)에서 미세 구조(14)의 측면으로 이동하여 미세 구조(14)의 측면에서 수평 방향으로 돌출된 차양 구조를 형성할 수 있다.
예를 들면, 재진입 구조 형성 유닛(300)은 기판 결합부(310) 및 제2 UV 경화기(320)를 포함할 수 있다.
기판 결합부(310)는, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 결합시켜 미세 구조(14)의 미세패턴과 레진층(24)을 서로 접촉시킬 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 결합부(310)는, 제1 기판 필름(10)의 타면과 접촉되면서 제1 기판 필름(10)과 함께 회전되는 제1 결합 롤러(312), 및 제1 결합 롤러(312)에 대응되게 배치되어 제2 기판 필름(20)의 타면과 접촉되면서 제2 기판 필름(20)과 함께 회전되는 제2 결합 롤러(314)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 결합 롤러(312)는, 제1 기판 필름(10)과 함께 회전하면서 제1 결합 롤러(312)와 제2 결합 롤러(314)의 굴림 접촉 부위로 제1 기판 필름(10)을 연속적으로 안내할 수 있다.
그리고, 제2 결합 롤러(314)는, 제2 기판 필름(20)과 함께 회전하면서 제1 결합 롤러(312)와 제2 결합 롤러(314)의 굴림 접촉 부위로 제2 기판 필름(20)을 연속적으로 안내할 수 있다. 이때, 제2 결합 롤러(314)는 제1 결합 롤러(312)의 하측에 배치되되, 제1 결합 롤러(312)보다 큰 직경으로 형성되어 제1 결합 롤러(312)와 제2 결합 롤러(314)의 접촉 유지 시간이 안정적으로 확보될 수 있다.
제2 결합 롤러(314)가 제1 결합 롤러(312)의 하측에 배치되면, 제2 기판 필름(20)의 일면이 상측을 향하는 모습으로 제1 결합 롤러(312)와 제2 결합 롤러(314)의 굴림 접촉 부위로 이동될 수 있고, 그에 따라 제2 기판 필름(20)과 제1 기판 필름(10)의 결합 이전 위치에서 제2 레진(22)이 제2 기판 필름(20)의 일면으로부터 중력에 의해 흘러내리는 문제가 미연에 방지될 수 있다.
제2 결합 롤러(314)가 제1 결합 롤러(312)보다 충분히 큰 직경으로 형성되면, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)이 제1 결합 롤러(312)와 제2 결합 롤러(314)에 의해 결합된 상태에서 제2 결합 롤러(314)의 외주면에 밀착되어 제2 결합 롤러(314)와 함께 회전 이동될 수 있고, 그에 따라 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)이 서로 결합된 상태로 제1 결합 롤러(312)보다 느리게 회전되는 제2 결합 롤러(314)의 외주면에 장시간 배치될 수 있다. 상기와 같이 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)이 서로 접촉된 상태로 제2 결합 롤러(314)의 외주면에 장시간 배치되므로, 제2 기판 필름(20)에 도포된 레진층(24)의 제2 레진(22)을 모세관력에 의해 제1 기판 필름(10)에 형성된 미세 구조(14)의 측면으로 이동시키기 위한 시간을 충분히 확보할 수 있다.
제2 UV 경화기(320)는, 미세 구조(14)의 측면으로 이동된 차양 구조의 제2 레진(22)에 자외선을 조사하여 재진입 구조(30)를 형성할 수 있다. 상기와 같은 제2 UV 경화기(320)는 제1 UV 경화기(134)와 마찬가지로 원하는 강도로 자외선을 조사하는 자외선 발생기를 포함할 수 있다. 제2 UV 경화기(320)는 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)의 이동 경로를 따라 기판 결합부(310)의 하류에 배치될 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 제2 UV 경화기(320)가 제2 결합 롤러(314)의 하측에 배치된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)의 이동 경로를 기준으로 제1 결합 롤러(312)와 제2 결합 롤러(314)의 굴림 접촉 부위보다 하류만 위치한다면 어디든 배치할 수 있다.
도 1와 도 2을 참조하면, 본 실시예의 기판 회수 유닛(400)은, 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10)으로부터 제2 기판 필름(20)을 분리할 수 있고, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 롤투롤 방식으로 각각 회수할 수 있다. 기판 회수 유닛(400)은 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 각각 롤 형상으로 감아서 서로 다른 위치에 보관할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 기판 회수 유닛(400)이 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10) 및 제2 기판 필름(20)을 서로 다른 방향으로 이동시키는 방법에 따라 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 분리할 수 있다.
예를 들면, 기판 회수 유닛(400)은 기판 분리부(410), 제1 기판 회수부(420) 및 제2 기판 회수부(430)를 포함할 수 있다.
기판 분리부(410)는, 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10)에서 제2 기판 필름(20)을 분리하기 위해서 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 서로 다른 방향으로 이동시키도록 복수개의 분리 롤러(412, 414, 416)로 구성될 수 있다. 즉, 기판 분리부(410)는, 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10)을 재진입 구조 형성 유닛(300)에서 제1 방향으로 이동시킬 수 있고, 그와 동시에 제2 기판 필름(20)을 재진입 구조 형성 유닛(300)에서 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이동시켜 제2 기판 필름(20)을 제1 기판 필름(10)에서 점진적으로 분리시킬 수 있다.
일례로, 기판 분리부(410)는, 재진입 구조 형성 유닛(300)에 근접한 위치에 배치되어 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)이 재진입 구조 형성 유닛(300)에서 결합 상태로 전달되는 제1 분리 롤러(412), 제1 분리 롤러(412)에서 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10)을 제1 방향을 따라 이동시키도록 제1 분리 롤러(412)에서 제1 방향으로 이격된 위치에 배치된 제2 분리 롤러(414), 및 제1 분리 롤러(412)에서 제2 기판 필름(20)을 제2 방향을 따라 이동시키도록 제1 분리 롤러(412)에서 제2 방향으로 이격된 위치에 배치된 제3 분리 롤러(416)를 포함할 수 있다.
제1 기판 회수부(420)는, 기판 분리부(410)에서 제2 기판 필름(20)과 분리된 제1 기판 필름(10)을 롤투롤 방식으로 연속 회수할 수 있다. 상기와 같이 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10)은 제1 기판 회수부(420)의 내부에 롤 형상으로 감겨지면서 보관될 수 있다.
제2 기판 회수부(430)는, 기판 분리부(410)에서 제1 기판 필름(10)과 분리된 제2 기판 필름(20)을 롤투롤 방식으로 연속 회수할 수 있다. 상기와 같은 제2 기판 필름(20)은 제2 기판 회수부(430)의 내부에 롤 형상으로 감겨지면서 보관될 수 있다.
도 1와 도 2을 참조하면, 본 실시예의 버퍼 롤 유닛(500)은, 패터닝 유닛(100)에서 재진입 구조 형성 유닛(300)으로 이동되는 제1 기판 필름(10)의 이동 속도를 다양하게 조절할 수 있다. 버퍼 롤 유닛(500)은 재진입 구조 형성 유닛(300)으로 이동되는 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)의 공급 속도를 적절하게 맞출 수 있다. 상기와 같은 버퍼 롤 유닛(500)은 패터닝 유닛(100)과 재진입 구조 형성 유닛(300)의 사이에 배치될 수 있다.
예를 들면, 버퍼 롤 유닛(500)은 기판 이송 롤러(510), 기판 가압 롤러(520) 및 롤러 가압부(530)를 포함할 수 있다.
기판 이송 롤러(510)는 패터닝 유닛(100)에서 재진입 구조 형성 유닛(300)으로 이동되는 제1 기판 필름(10)을 이송시키도록 제1 기판 필름(10)의 이동 경로 상에 복수개가 마련될 수 있다.
기판 가압 롤러(520)는 기판 이송 롤러(510)들에 의해 이동되는 제1 기판 필름(10)에 압력을 제공하도록 기판 이송 롤러(510)들 사이에 적어도 하나가 배치될 수 있다. 이때, 기판 가압 롤러(520)는 제1 기판 필름(10)의 표면에 상하 방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있고, 기판 가압 롤러(520)의 가압 위치가 상하 방향으로 이동됨에 따라 제1 기판 필름(10)의 이동 경로가 증가되거나 감소될 수 있다. 이를 이용함으로써, 재진입 구조 형성 유닛(300)으로 공급되는 제1 기판 필름(10)의 속도를 조절하여 제2 기판 필름(20)의 속도에 안정적으로 맞출 수 있다.
롤러 가압부(530)는 기판 가압 롤러(520)의 가압 위치를 조절하도록 기판 가압 롤러(520)에 연결될 수 있다. 롤러 가압부(530)는 기판 가압 롤러(520)의 가압 위치를 변경한 후 기판 가압 롤러(520)의 위치를 고정 지지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 장치(1)를 이용한 재진입 구조 연속 패터닝 방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 방법이 도시된 순서도이고, 도 6은 도 5에 도시된 재진입 구조 연속 패터닝 방법에 따른 재진입 구조(30)의 제작 과정을 나타낸 도면이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 재진입 구조 연속 패터닝 방법은, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 롤투롤 방식으로 각각 연속 공급하는 단계(S10, S14), 제1 기판 필름(10)의 일면에 제1 레진(12)을 도포한 후 제1 레진(12)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성하는 단계(S11, S12, S13), 제2 기판 필름(20)의 일면에 제2 레진(22)을 도포하여 레진층(24)을 형성하는 단계(S15), 제1 기판 필름(10)의 일면과 제2 기판 필름(20)의 일면을 연속적으로 결합시켜 미세 구조(14)의 미세패턴과 레진층(24)을 접촉시키는 단계(S16), 레진층(24)의 제2 레진(22)이 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 미세 구조(14)를 따라 이동되면 제2 레진(22)에 자외선을 조사하여 재진입 구조(30)의 미세패턴을 형성하는 단계(S17, S18, S19), 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10)으로부터 제2 기판 필름(20)을 분리하는 단계(S20), 및 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 롤투롤 방식으로 각각 연속 회수하는 단계(S21, S22)를 포함한다.
제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 공급하는 단계(S10, S14)에서는, 패터닝 유닛(100)의 제1 기판 공급부(110)가 제1 기판 필름(10)을 롤투롤 방식으로 연속 공급하고, 코팅 유닛(200)의 제2 기판 공급부(210)가 롤투롤 방식으로 연속 공급한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 기판 필름(10)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 형성하는 단계(S11, S12, S13)에서는, 패터닝 유닛(100)의 제1 레진 도포부(120)가 제1 기판 필름(10)의 일면에 제1 레진(12)을 도포하고, 패터닝 유닛(100)의 UV 임프린트부(130)는 제1 레진(12)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성한다. 일례로, 제1 기판 필름(10)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 형성하는 단계(S11, S12, S13)는, 제1 기판 공급부(110)에서 공급되는 제1 기판 필름(10)의 일면에 제1 레진(12)을 도포하는 단계(S11), 미세 구조(14)의 미세패턴을 각인시키기 위한 임프린트 패턴(131)이 형성된 임프린트 롤러(132)를 이용하여 제1 레진(12)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 각인하는 단계(S12), 및 제1 기판 필름(10)에 미세 구조(14)의 미세패턴을 형성하는 단계(S13)를 포함한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 기판 필름(20)에 레진층(24)을 형성하는 단계(S15)에서는, 코팅 유닛(200)의 제2 레진 도포부(220)가 제2 기판 필름(20)의 일면에 제2 레진(22)을 도포하여 레진층(24)을 형성한다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 연속적으로 결합시키는 단계(S16)에서는, 재진입 구조 형성 유닛(300)의 기판 결합부(310)가 제1 기판 필름(10)의 일면과 제2 기판 필름(20)의 일면을 연속적으로 결합시켜 미세 구조(14)의 미세패턴과 레진층(24)을 접촉시킨다.
도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 재진입 구조(30)의 미세패턴을 형성하는 단계(S17, S18, S19)에서는, 재진입 구조 형성 유닛(300)의 제2 UV 경화기(320)가 제2 레진(22)에 자외선을 조사하여 재진입 구조(30)의 미세패턴을 형성한다. 이때, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)이 충분히 균일한 접촉 상태를 유지하고, 그에 따라 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해서 레진층(24)의 제2 레진(22)이 미세 구조(14)를 따라 충분히 이동한다. 상기와 같이 레진층(24)의 제2 레진(22)이 제1 기판 필름(10)의 미세 구조(14)로 충분히 이동되면, 재진입 구조 형성 유닛(300)의 제2 UV 경화기(320)가 제2 기판 필름(20)의 레진층(24)에 자외선을 조사한다.
이를 통하여, 제2 기판 필름(20)의 일면에 도포된 미경화 상태의 제2 레진(22)이 제1 기판 필름(10)의 일면에 형성된 미세 구조(14)에 이동되므로, 제2 레진(22)이 미세 구조(14)의 상단부에 수평 방향으로 돌출된 차양 구조(26)가 형성되고, 해당 제2 레진(22)이 제2 UV 경화기(320)의 자외선에 의해 경화된 후 미세 구조(14)와 차양 구조(26)로 제공되는 재진입 구조(30)가 형성된다.
일례로, 재진입 구조(30)의 미세패턴을 형성하는 단계(S17, S18, S19)는, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)의 결합시 레진층(24)의 제2 레진(22)을 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 미세 구조(14)의 측면을 따라 이동시키는 단계(S17), 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)의 결합 상태를 유지하는 단계(S18), 및 미세 구조(14)의 측면으로 이동된 제2 레진(22)에 자외선을 조사하여 차양 구조(26)로 경화시킴에 따라 재진입 구조(30)를 형성하는 단계(S19)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)의 결합 상태를 유지하는 단계(S18)에서는, 제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 충분히 균일한 접촉 상태로 유지함으로써 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해서 레진층(24)의 제2 레진(22)이 미세 구조(14)를 따라 충분히 이동시킬 수 있다. 레진층(24)의 제2 레진(22)이 미세 구조(14)를 따라 충분히 이동되면, 제2 기판 필름(20)의 레진층(24)에 자회선을 조사한다.
도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 기판 필름(10)으로부터 제2 기판 필름(20)을 분리하는 단계(S20)에서는, 기판 회수 유닛(400)의 기판 분리부(410)가 재진입 구조(30)의 미세패턴이 형성된 제1 기판 필름(10)으로부터 제2 기판 필름(20)을 분리한다. 따라서, 재진입 구조(30)는 제1 기판 필름(10)의 일면에 마이크로 크기 또는 나노 크기로 복수개가 일정 간격으로 이격되게 배열된다.
제1 기판 필름(10)과 제2 기판 필름(20)을 연속 회수하는 단계(S21, S22)에서는, 기판 회수 유닛(400)의 제1 기판 회수부(420)가 제1 기판 필름(10)을 롤투롤 방식으로 연속 회수하고, 기판 회수 유닛(400)의 제2 기판 회수부(430)가 제2 기판 필름(20)을 롤투롤 방식으로 연속 회수한다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본문에 포함되어 있음.

Claims (15)

  1. 롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제1 기판 필름의 일면에 제1 레진을 도포한 후 상기 제1 레진에 마이크로 또는 나노 크기의 미세 구조의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성하는 패터닝 유닛;
    롤투롤 방식으로 연속 공급되는 제2 기판 필름의 일면에 제2 레진을 도포하여 레진층을 형성하는 코팅 유닛;
    상기 제1 기판 필름의 일면과 상기 제2 기판 필름의 일면을 연속적으로 결합시켜 상기 미세 구조의 미세패턴과 상기 레진층을 접촉시키고, 상기 레진층의 상기 제2 레진이 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 상기 미세 구조를 따라 이동되면 자외선을 조사하여 재진입 구조의 미세패턴을 형성하는 재진입 구조 형성 유닛; 및
    상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름으로부터 상기 제2 기판 필름을 분리한 후 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 각각 회수하는 기판 회수 유닛;
    을 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 유닛은,
    상기 제1 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 공급하는 제1 기판 공급부;
    상기 제1 기판 공급부에서 공급되는 상기 제1 기판 필름의 일면에 상기 제1 레진을 도포하는 제1 레진 도포부; 및
    상기 제1 기판 필름의 일면에 도포된 상기 제1 레진에 UV 임프린트 공정을 통해 상기 미세 구조의 미세패턴을 각인시켜 경화하는 UV 임프린트부;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 UV 임프린트부는,
    상기 제1 기판 필름에 도포된 상기 제1 레진에 상기 미세 구조의 미세패턴을 각인시키기 위한 임프린트 패턴이 형성된 임프린트 롤러; 및
    상기 임프린트 롤러에 의해 상기 미세 구조의 미세패턴이 각인되면 상기 미세 구조의 미세패턴에 자외선을 조사하여 경화시키는 제1 UV 경화기;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임프린트 롤러는, 상기 제1 기판 필름의 일면에 굴림 접촉하도록 상기 제1 기판 필름의 이동 경로 상에 회전 가능하게 배치되고, 상기 제1 기판 필름의 이동에 따라 회전하면서 상기 미세 구조의 미세패턴을 상기 제1 레진에 연속적으로 각인하며,
    상기 제1 UV 경화기는, 상기 제1 기판 필름의 이동 경로를 따라 상기 제1 기판 필름과 상기 임프린트 롤러의 굴림 접촉 위치보다 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 유닛은,
    상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 공급하는 제2 기판 공급부; 및
    상기 제2 기판 공급부에서 공급되는 상기 제2 기판 필름의 일면에 상기 제2 레진을 도포하여 상기 레진층을 형성하는 제2 레진 도포부;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 레진 도포부는,
    상기 제2 레진을 상기 제2 기판 필름의 일면에 스프레이 코팅 방식으로 도포하도록 상기 제2 기판 필름의 이동 경로 상에 배치된 것을 특징으로 하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 재진입 구조 형성 유닛은,
    상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 결합시켜 상기 미세 구조의 미세패턴과 상기 레진층을 서로 접촉시키는 기판 결합부; 및
    상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 이동 경로를 따라 상기 기판 결합부의 하류에 배치되고, 상기 미세 구조의 측면으로 모세관력에 따라 이동된 상기 제2 레진에 자외선을 조사하여 상기 재진입 구조를 형성하는 제2 UV 경화기;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판 결합부는,
    상기 제1 기판 필름의 타면과 접촉되면서 상기 제1 기판 필름과 함께 회전되는 제1 결합 롤러; 및
    상기 제2 기판 필름의 타면과 접촉되면서 상기 제2 기판 필름과 함께 회전되고, 상기 제1 결합 롤러와의 사이에서 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 연속적으로 결합시키도록 상기 제1 결합 롤러에 대응되게 배치된 제2 결합 롤러;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 결합 롤러가 상기 제1 결합 롤러의 하측에 배치되고,
    상기 제2 기판 필름은 상기 제1 기판 필름과의 결합 이전에 상기 제2 레진이 상기 제2 기판 필름에서 중력에 의해 흘러내리지 않도록 상기 제2 기판 필름의 일면이 상측을 향하는 모습으로 상기 제1 결합 롤러와 상기 제2 결합 롤러 사이로 이동되는 것을 특징으로 하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판 회수 유닛은,
    상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름에서 상기 제2 기판 필름을 분리하는 기판 분리부;
    상기 기판 분리부에서 분리된 상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 회수하는 제1 기판 회수부; 및
    상기 기판 분리부에서 분리된 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 연속 회수하는 제2 기판 회수부;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판 분리부는,
    상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름 및 상기 제2 기판 필름을 상기 재진입 구조 형성 유닛으로부터 서로 다른 방향을 향해 이동시킴으로써 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 분리시키는 구조로 마련된 것을 특징으로 하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 유닛과 상기 재진입 구조 형성 유닛의 사이에 배치되고, 상기 패터닝 유닛에서 상기 재진입 구조 형성 유닛으로 이동되는 상기 제1 기판 필름의 이동 속도를 조절하여 상기 재진입 구조 형성 유닛으로 이동되는 상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 공급 속도를 맞추는 버퍼 롤 유닛;
    을 더 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 장치.
  13. 제1 기판 필름과 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 각각 연속 공급하는 단계;
    상기 제1 기판 필름의 일면에 제1 레진을 도포한 후 상기 제1 레진에 미세 구조의 미세패턴을 UV 임프린트 공정으로 형성하는 단계;
    상기 제2 기판 필름의 일면에 제2 레진을 도포하여 레진층을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 필름의 일면과 상기 제2 기판 필름의 일면을 연속적으로 결합시켜 상기 미세 구조의 미세패턴과 상기 레진층을 접촉시키는 단계;
    상기 레진층의 상기 제2 레진이 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 상기 미세 구조를 따라 이동되면, 상기 제2 레진에 자외선을 조사하여 재진입 구조의 미세패턴을 형성하는 단계;
    상기 재진입 구조의 미세패턴이 형성된 상기 제1 기판 필름으로부터 상기 제2 기판 필름을 분리하는 단계; 및
    상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름을 롤투롤 방식으로 각각 연속 회수하는 단계;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 기판 필름에 미세 구조의 미세패턴을 형성하는 단계는,
    상기 제1 기판 필름의 일면에 제1 레진을 도포하는 단계;
    상기 미세 구조의 미세패턴을 각인시키기 위한 임프린트 패턴이 형성된 임프린트 롤러를 이용하여 상기 제1 레진에 상기 미세 구조의 미세패턴을 각인하는 단계; 및
    상기 임프린트 롤러에 의해 상기 미세 구조의 미세패턴이 상기 제1 레진에 각인되면, 상기 미세 구조의 미세패턴에 자외선을 조사하여 경화시키는 단계;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 재진입 구조의 미세패턴을 형성하는 단계는,
    상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 결합시 상기 레진층의 상기 제2 레진을 모세관력에 의한 습윤 유도 공정을 통해 상기 미세 구조의 측면을 따라 이동시키는 단계;
    상기 제1 기판 필름과 상기 제2 기판 필름의 결합 상태를 유지하는 단계; 및
    상기 미세 구조의 측면으로 이동된 상기 제2 레진에 자외선을 조사하여 경화시킴에 따라 상기 재진입 구조를 형성하는 단계;
    를 포함하는 재진입 구조 연속 패터닝 방법.
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