WO2024085704A1 - 다층의 적층 구조에서 uv 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 3차원 구조물 - Google Patents

다층의 적층 구조에서 uv 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 3차원 구조물 Download PDF

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WO2024085704A1
WO2024085704A1 PCT/KR2023/016319 KR2023016319W WO2024085704A1 WO 2024085704 A1 WO2024085704 A1 WO 2024085704A1 KR 2023016319 W KR2023016319 W KR 2023016319W WO 2024085704 A1 WO2024085704 A1 WO 2024085704A1
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parallel light
dimensional structure
forming
present
skeletal support
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이동윤
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경북대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a method of forming a three-dimensional structure using UV parallel light in a multi-layer laminated structure and to a three-dimensional structure formed by the method. Specifically, the present invention relates to a photo mask that is irradiated with parallel light and UV to improve impact resistance, A method of forming a three-dimensional structure using UV collimated light in an improved multi-layer laminated structure with the effects of resilience, elongation, resilience, and low-reflection coating, a three-dimensional structure formed by the method, and a method employing the three-dimensional structure It's about elements.
  • Flexible display devices use plastic thin-film transistor substrates rather than glass, and can be highly durable (unbreakable), bendable (bendable), rollable (rollable), and foldable (foldable). (foldable), etc. These flexible display devices have advantages in space utilization, interior design, and design, and can have various application fields.
  • the display panel, back plate, and cover window are all made of a very thin film, and the thin film form transmits most of the external impact vertically.
  • the cover window and back plate are made of a thin film, so the impact applied from the outside is directly transmitted to the display panel located between the cover window and the back plate.
  • Republic of Korea Patent No. 10-1707138 forms a hard thin film on the surface of the template, removes a part of the hard thin film, and removes the exposed internal solid resin on the upper and lower surfaces or the upper and lower surfaces and sides of the microlattice structure. Adding a separate surface element is disclosed. However, this process has the problem of requiring a separate process for adding cotton elements.
  • the purpose of the present invention is to provide a method of forming a three-dimensional structure using UV collimated light that improves impact resistance, resilience, and elongation and enables low-reflection coating.
  • the purpose is to provide a three-dimensional structure manufactured through the above manufacturing method.
  • the purpose is to apply the above manufacturing method or a three-dimensional structure manufactured using the manufacturing method to a display.
  • the present invention includes the steps of (a) applying a composition for forming a skeletal support containing a polymer, a photoinitiator, and a curing agent on an upper part of a substrate;
  • It provides a method of forming a three-dimensional structure using UV parallel light in a multi-layer laminated structure including the step of forming a buffer portion of a hardened structure having a lower hardness than the skeleton support by irradiating the structure.
  • the present invention provides: (a) a composition for forming a skeletal support comprising a polymer, a photoinitiator, and a curing agent on a substrate;
  • UV parallel light is irradiated to the half-cut mask from eight directions, and the UV parallel light passing through the hole of the half-cut mask hardens the skeleton support parallel to the angle of the parallel light, and the UV parallel light passing through the part other than the hole of the half-cut mask is cured.
  • Parallel light provides a method of forming a three-dimensional structure using UV parallel light in a multi-layer laminated structure including the step of forming a buffer portion of a hardened structure having a lower hardness than the skeletal support.
  • the present invention provides a skeletal support for a three-dimensional structure manufactured by the above manufacturing method.
  • the present invention provides a device employing a layered structure including a skeletal support of the three-dimensional structure.
  • the skeletal support of the three-dimensional structure according to the manufacturing method of the present invention is composed of a skeletal support and a relief portion around the skeletal support, and each modulus value is different. Since the skeletal support maintains the hardness of the structure at a high level and the relief portion disperses internal and external shocks, it is possible to manufacture a 3-dimensional structural support with excellent impact resistance, resilience, elongation, and low reflectivity.
  • the skeleton support can also be used in a laminated structure, and can also be used in devices or foldable displays that employ this laminated structure.
  • FIG. 1 shows (a) a triangular prism structure, (b) a cone shape (corn array), (c) a triangle structure (triangular), and (d) formed according to the angle of parallel light when irradiating parallel light according to an embodiment of the present invention. ) This is an image of a pyramid structure.
  • Figure 2 shows the pattern of a photo mask according to an embodiment of the present invention, and is an image showing a square pattern (a) and a triangular pattern (b).
  • Figure 3 is an image illustrating a method of manufacturing a three-dimensional thin film sandwich structure absorption layer formed through parallel light photometry according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a graph showing a stress-strain curve according to the usage time of the curing agent TMPTA when only parallel light is irradiated according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a graph measuring the modulus of the absorption layer when only parallel light is irradiated according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a graph showing a stress-strain curve when a photo mask is not used during parallel light and UV irradiation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a graph measuring the modulus over time when a photo mask is not used during parallel light and UV irradiation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a graph showing a stress-strain curve when only full UV irradiation is performed without a photo mask according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a graph measuring the modulus when only total UV is irradiated without a photo mask according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a graph showing a stress-strain curve when a photo mask according to an embodiment of the present invention is irradiated with parallel light and then UV irradiated.
  • Figure 11 is a graph measuring the modulus of the absorption layer when parallel light is irradiated to a photo mask according to an embodiment of the present invention and then UV irradiated.
  • a composition for forming a skeletal support including a polymer, a photoinitiator, and a curing agent on an upper portion of a substrate; (b) forming a polymer layer on top of the composition; (c) placing a photo mask on top of the polymer layer; (d) curing the skeleton support parallel to the angle of the parallel light by irradiating UV parallel light to the photo mask in 2 to 8 directions at an angle of more than 0° and less than 90° with respect to a plane perpendicular to the exposure surface; and (e) removing the photo mask and irradiating UV light with a lower intensity than the UV parallel light to form a buffer portion of the cured structure having a lower hardness than the skeletal support.
  • a method of forming a three-dimensional structure using light is provided.
  • the skeletal support of a three-dimensional structure can be formed through two processes, including an exposure process using a photo mask and an exposure process after removing the photo mask.
  • the skeletal support of the present invention consists of a skeletal support and a buffer portion around the skeletal support.
  • the 'skeleton support' is a portion through which UV parallel light is transmitted and the curing composition of the absorbent layer is cured at the same angle and shape as the parallel light. indicates. Therefore, the structure and shape of the skeletal support can be seen as being implemented as the shape, size, and spacing of the photo mask hole.
  • the three-dimensional structure of the present invention is formed separately into a skeletal support and a buffer, so that shock absorption can be maximized within the multi-layered laminated structure due to their different hardness.
  • a characteristic feature is that various types of UV light and photo masks are selectively used.
  • the skeletal support By irradiating UV parallel light and introducing a composition for forming a skeletal support between the substrate and the polymer to create a three-dimensional shape, the skeletal support, which is a cured structure, can be formed parallel to the angle of the UV parallel light.
  • the remaining area of the absorbing layer other than the skeletal support generated by UV parallel light may be irradiated with UV light having a lower intensity than UV parallel light, thereby forming a buffer.
  • UV light with a lower intensity than UV parallel light refers to UV light whose intensity of UV is lower than that of UV parallel light during the process of removing the photo mask and exposure.
  • the buffer formed around the hardened skeleton support may form a hardened structure with relatively low hardness due to UV light, which has a lower intensity than UV parallel light. Since the different intensities of UV parallel light create differences in the reflective power of the skeletal support and buffer section, low-reflection coating using parallel light is also possible.
  • the buffer part in this way will be referred to as the ‘buffer part’ in this specification. Since the three-dimensional structure of the present invention includes a skeletal support and an impact buffer, the buffer can be said to be a peripheral portion surrounding the skeletal support.
  • the structure cured by UV collimated light is hard and increases durability, and the buffering parts of the remaining parts except the cured structure disperse the impact to increase impact resistance, resilience, and elongation, and the low-reflection coating using UV collimated light improves impact resistance. It becomes possible.
  • the shape stability and wrinkle resilience can be improved compared to existing filling materials due to the three-dimensional skeletal support with a relatively large modulus.
  • the path difference of light passing gradually in the direction of the film thickness can be controlled, enabling expansion into applications such as effective low-reflection coating.
  • UV parallel light is preferably irradiated through a photo mask from 2 to 8 directions, preferably from 2 to 6 directions, and more preferably from 2 to 4 directions.
  • UV parallel light is preferably irradiated at an angle of more than 0° and less than 90°, preferably 10° to 80°, based on the plane perpendicular to the exposure surface.
  • the shape of the skeletal support within the three-dimensional structure of the present invention formed on the substrate can be manufactured in various ways.
  • the cross-sectional shape of the hole of the photo mask may be of various shapes, such as a circle, ellipse, straight line, curve, or surface.
  • the size of the mask hole, the spacing between the holes, and the depth of the hole can be changed in various ways. Since the degree of exposure and hardening varies depending on the shape, spacing, and depth of the mask hole, the physical properties of the absorbent layer may change. When forming and using the absorbing layer in this way, the cross-sectional shape, spacing, and depth (thickness) of the hole are used to absorb shock. It can be designed taking strength into account.
  • the absorbing layer preferably has various shapes such as a sandwich panel, a pyramid-shaped structure, or a corn array, but the shape of the skeletal support generated depending on the angle of parallel light is not limited. Various shapes are possible depending on the cross-sectional shape, size, spacing, depth, intensity of UV parallel light, and irradiation angle of UV parallel light of the mask hole.
  • the absorbent layer can be used for various purposes. For example, it can be used as a 3D adhesive with a three-dimensional shape by using adhesive ingredients.
  • FIG. 1 shows (a) a triangular prism structure, (b) a cone shape (corn array), (c) a triangle structure (triangular), and (d) formed according to the angle of parallel light when irradiating parallel light according to an embodiment of the present invention. )
  • This is an image of a pyramid structure.
  • various patterns can be formed by changing the shape of the photo mask or the shape of the hole.
  • each modulus changes depending on the curing time, and as the irradiation time of parallel light increases, it is completely cross-linked and the modulus increases, resulting in a specific shape or structure as shown in Figure 1. .
  • the irradiation time of parallel light is short or if parallel light is not irradiated, partial curing may occur and a buffer portion with a small modulus may be formed.
  • Figure 2 shows the pattern of a photo mask according to an embodiment of the present invention, and is an image showing (a) a square pattern and (b) a triangle pattern.
  • D is the diameter of the photomask hole
  • L represents the gap between the photomask holes.
  • Figure 2 (a) shows the four holes of the photo mask forming a square, and (b) shows when the distances of L connected from the center point of the holes are all the same.
  • the shape of the photo mask can be modified in various ways, such as when D and L are the same distance apart, when the distance between L is changed, and when the pattern of the photo mask hole is changed.
  • a structure (skeletal support) with a high modulus is created in parallel with the parallel light passing through the photo mask hole, and a buffer zone can be formed in the other parts. .
  • the modulus of the absorption layer is preferably 0.1 to 1 KPa, and more preferably 0.3 to 1 KPa.
  • the modulus of the skeletal support forming the three-dimensional structure of the present invention is preferably 0.15 to 0.4 KPa, and more preferably 0.2 to 0.35 KPa.
  • the modulus of the three-dimensional structure of the present invention, which forms a buffer around the skeletal support is preferably 0.10 to 0.30 KPa.
  • the type of polymer for the polymer layer on the top of the composition for forming a skeletal support is not limited, but polyethylene terephthalate (PET) is preferred. Polymer itself can be used as a polymer layer, but it is preferable to apply it after corona treatment.
  • the thickness of the polymer layer is preferably 30 to 100 ⁇ m, and more preferably 30 to 50 ⁇ m.
  • a composition for forming a skeletal support including a polymer, a photoinitiator, and a curing agent to a substrate;
  • a composition for forming a skeletal support including a polymer, a photoinitiator, and a curing agent to a substrate;
  • a polymer layer on top of the composition to form a polymer layer on top of the composition;
  • UV parallel light is irradiated to the half-cut mask from 2 to 8 directions at an angle of more than 0° and less than 90° with respect to the plane perpendicular to the exposure surface, and UV parallel light passes through the hole of the half-cut mask.
  • a skeletal support is cured in parallel with the angle of the collimated light, and the UV parallel light passing through the part other than the hole of the half-cut mask forms a buffer portion of the cured structure having a lower hardness than the skeletal support.
  • a method of forming a three-dimensional structure using UV collimated light is provided.
  • a three-dimensional structure can be formed by shortening the two processes of using and removing a photo mask into one process.
  • a photo mask which is a general pattern mask
  • a pattern mask in which the transmittance of UV light is adjusted to an appropriate level rather than 100% or 0% in an on/off form can be used, and the term 'half cut mask' is used for this.
  • the curing speed of the composition for forming a skeleton support becomes faster as the intensity of UV parallel light and the concentration of the initiator increase, so the curing speed can be adjusted by adjusting the intensity of the parallel light or the concentration of the initiator.
  • a three-dimensional structure manufactured by the manufacturing method of the present invention is provided.
  • composition for forming the skeletal support may include polymers and/or copolymers, photoinitiators, and curing agents.
  • Polymers include, for example, the block copolymers, such as polystyrene-polymethylmethacrylate copolymer, polybutadiene-polybutylmethacrylate copolymer, and polybutadiene-polydimethylsiloxane (polybutadiene).
  • block copolymers such as polystyrene-polymethylmethacrylate copolymer, polybutadiene-polybutylmethacrylate copolymer, and polybutadiene-polydimethylsiloxane (polybutadiene).
  • the photoinitiator is benzyldimethyl ketal (Irgacure #651), 2-methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propane-1-on (2-methyl-1[4-( methythio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-on; Irgacure #907), ⁇ , ⁇ -methoxy- ⁇ -hydroxyacetophenone ( ⁇ , ⁇ -methoxy- ⁇ -hydroxyacetophenone; Irgacure#651), and At least one selected from the group consisting of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (Irgacure#1173) desirable.
  • the solvent of the composition for forming a skeletal support is not particularly limited.
  • suitable solvents are ethylene glycol monomethyl ethyl, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol.
  • propylene glycol monoacetate toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, cyclohexanone, dioxane, methyl lactate, ethyl lactate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate.
  • ethyl ethoxy propionate N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl2-pyrrolidone, 3-ethoxyethylpropionate, 2-heptanone, gamma-bu Tyrolactone, 2-hydroxypropionethyl, 2-hydroxy-2-methylpropionate ethyl, ethoxyethyl acetate, hydroxyethyl acetate, 2-hydroxy 3-methylbutanoate methyl, 3-methoxy 2-methylpropionic acid Methyl, 3-ethoxyethyl propionate, 3-methoxy ethyl 2-methylpropionate, 4-methyl-2-pentanol, 4-methyl-2-pentyl acetate, isopropanol, methyl alcohol, ethyl alcohol, normal butyl alcohol, cyclo Pentanol, cyclopentanone, ethyl acetate, butyl acetate, etc. can be
  • composition for forming a skeletal support of the present invention may further include additives such as surfactants.
  • surfactants used in this technical field, such as fluorine-based surfactants, anionic, cationic, and nonionic surfactants, can be used without particular restrictions.
  • a device employing a layered structure including the three-dimensional structure of the present invention is provided.
  • the device can also be applied to display panels, and for example, devices for foldable, rollable, and flat displays such as OLED (organic light-emitting diode) can all be applicable.
  • OLED organic light-emitting diode
  • the three-dimensional structure of the present invention can increase the durability of the device by including both the skeletal support and the buffering portion around the skeletal support, and has improved impact resistance, resilience, and elongation, making it resistant to internal and external shocks, so it can be used as a display protection film and various packaging materials. , it can also be used in other application fields such as furniture protectors and protective films for electronic devices. Additionally, low-reflection coating using UV parallel light is possible.
  • expressions such as “A or B,” “at least one of A or/and B,” or “one or more of A or/and B” may include all possible combinations of the items listed together.
  • “A or B,” “at least one of A and B,” or “at least one of A or B” (1) includes at least one A, (2) includes at least one B, or (3) it may refer to all cases including both at least one A and at least one B.
  • the composition of the adhesive used was 30g of irgacure 980, 9g of IBOA (Isobornyl acrylate), 0.3g of AA (acetic acid), and 0.4g of irgacure651, and 0.04g of HDDA (1,6-hexanediol diacrylate) or 0.04g of TMPTA was used as a hardener.
  • the adhesive was applied to a thickness of 1 mm. We checked how the cured shape changes depending on the film thickness and UV irradiation time.
  • EAC ethyl acetate
  • toluene which can dissolve the uncrosslinked adhesive
  • Figure 4 is a graph showing a stress-strain curve according to the usage time of the curing agent TMPTA when only parallel light is irradiated according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a graph measuring the modulus of a pressure-sensitive adhesive when only parallel light is irradiated according to an embodiment of the present invention. Each value is shown in Table 1 below:
  • the modulus of the pressure-sensitive adhesive when only parallel light was irradiated and no photo mask and UV irradiation were applied was highest at 300 seconds.
  • Figure 6 is a graph showing a stress-strain curve when a photo mask is not used during parallel light and UV irradiation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a graph measuring the modulus over time when a photo mask is not used during parallel light and UV irradiation according to an embodiment of the present invention. Each value is shown in Table 2 below:
  • Each time in Figure 7 and Table 2 represents the parallel light irradiation time and total UV irradiation time, respectively.
  • a pyramid structure was formed by irradiating parallel light without a photo mask, and UV was irradiated to form a shock absorption surface in the area where the pyramid structure was not formed. After 120 seconds of parallel light irradiation, just before the structure was most clearly revealed, 60 seconds of total UV irradiation resulted in the lowest modulus value. After 340 seconds of parallel light irradiation, which is the maximum irradiation time, the highest modulus value was found to be 90 seconds of total UV irradiation.
  • Figure 8 is a graph showing a stress-strain curve when only full UV irradiation is performed without a photo mask according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a graph measuring the modulus of the pressure-sensitive adhesive when irradiated with only UV light without a photo mask according to an embodiment of the present invention. Each value is shown in Table 3 below:
  • the total UV irradiation without a photo mask was irradiated for 60 seconds, 70 seconds, 80 seconds, 90 seconds, 100 seconds, 110 seconds, and 130 seconds, respectively, and at this time, parallel light irradiation was Did not do it.
  • the minimum time that the manufactured adhesive does not stick to your hands is about 45-50 seconds. Therefore, the experiment was conducted after 60 seconds. Because the modulus value was highest when irradiated for 90 seconds, it was judged to be meaningless to conduct the experiment under longer time conditions.
  • Figure 10 is a graph showing a stress-strain curve when a photo mask according to an embodiment of the present invention is irradiated with parallel light and then UV irradiated.
  • Figure 11 is a graph measuring the modulus of a pressure-sensitive adhesive when parallel light is irradiated to a photo mask according to an embodiment of the present invention and then UV irradiated. Each value is shown in Table 4 below:
  • a 3D structure spring is formed depending on the size and spacing of the photo mask hole, that a 3D structure spring is formed by irradiating parallel light to the polymer and curing it, and that a 3D structure spring is formed depending on the irradiation time of parallel light. It was confirmed that the spacing, hole size, and hole pattern created in the three-dimensional pressure-sensitive adhesive can be changed.

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Abstract

본 발명은 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 3차원 구조물에 관한 것으로서, 상세하게는 포토 마스크에 평행광 및 UV를 조사하여 내충격성, 복원력, 연신력, 복원력 및 저반사 코팅의 효과를 갖는 개선된 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법, 그 방법에 의하여 형성된 3차원 구조물 및 3차원 구조물을 채용한 소자에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 따른 3차원 구조물은 충격흡수층 골격지지대 및 골격지지대 주위의 충격완화부로 구성되어 있고 각각의 모듈러스 값이 상이하다. 골격지지대가 구조의 경도를 높게 유지하고 충격완화부가 내/외부의 충격을 분산시키므로 내충격성, 복원력 및 연신력이 뛰어난 입체적 형상의 충격흡수층을 제조할 수 있다. 충격흡수층은 적층구조체에도 사용이 가능하며, 이 적층구조를 채용한 소자에도 활용이 가능하다.

Description

다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 3차원 구조물
본 발명은 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 3차원 구조물에 관한 것으로서, 상세하게는 포토 마스크에 평행광 및 UV를 조사하여 내충격성, 복원력, 연신력, 복원력 및 저반사 코팅의 효과를 갖는 개선된 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법, 그 방법에 의하여 형성된 3차원 구조물 및 3차원 구조물을 채용한 소자에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판형 표시장치(flat display device)가 개발되어 각광받고 있다. 디스플레이가 평면에서 휘어지는, 접어지는 형태로 바뀜에 따라 기존의 커버 윈도우는 유리에서 접고 펼침이 용이하기 위해, 얇은 필름(CPI)이나 UTG와 같은 매우 얇은 형태로 바뀌고 있다.
따라서 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 플렉서블(flexible) 표시장치가 차세대 평판형 표시장치로 급부상 중이다.
플렉서블 표시장치는 유리가 아닌 플라스틱 박막트랜지스터 기판을 활용하여 내구성이 높은 언브레이커블(unbreakable), 깨지지 않으면서도 구부릴 수 있는 밴더블(bendable), 말 수 있는 롤러블(rollable), 접을 수 있는 폴더블(foldable) 등으로 구분될 수 있는데, 이러한 플렉서블 표시장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.
그러나 폴더블 표시장치는 접힘과 펼침이 가능해야 하므로, 표시패널을 비롯한 백플레이트와 커버윈도우 모두 매우 얇은 필름형태로 이루어지는데, 얇은 필름형태는 외부로부터 전달되는 충격을 대부분 수직으로 전달하게 된다.
즉, 커버윈도우 또는 백플레이트로 외부로부터 충격이 가해질 경우 커버윈도우와 백플레이트는 얇은 필름형태로 이루어짐에 따라, 외부로부터 가해지는 충격은 그대로 커버윈도우와 백플레이트 사이에 위치하는 표시패널에 그대로 전달된다.
이는 결국 표시패널의 손상을 발생시켜, 표시패널의 표시품질을 저하시키게 된다.
대한민국 등록특허 제10-1707138호는 템플릿의 표면에 경질 박막을 형성하고, 경질 박막의 일부를 제거하여 노출된 내부의 고상수지를 제거하는 방식으로 마이크로격자 구조체의 상하 면에 또는 상하 면 및 측면에 별도의 면요소를 추가하는 내용을 개시하고 있다. 그러나 이러한 공정은 면요소를 추가하는 공정을 별도로 필요로 한다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 내충격성, 복원력 및 연신력을 개선하고, 저반사 코팅이 가능한 UV 평행광을 이용하여 3차원 구조물을 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 제조방법을 통하여 제조된 3차원 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 상기 제조방법 또는 제조방법으로 제조된 3차원 구조물을 디스플레이에 적용하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 기판 상부에 중합체, 광개시제 및 경화제를 포함하는 골격지지대 형성용 조성물을 도포하는 단계;
(b) 상기 조성물 상부에 폴리머층을 형성하는 단계;
(c) 상기 폴리머층 상부에 포토 마스크를 두는 단계;
(d) 노광면과 수직으로 되는 면을 기준으로 0°초과 90°미만의 각도로 2 내지 8방향에서 UV 평행광을 상기 포토 마스크에 조사하여 평행광의 각도와 평행하게 골격지지대가 경화되는 단계; 및
(e) 상기 포토 마스크를 제거하고 상기 UV 평행광보다 강도가 낮은 UV광을
조사하여 상기 골격 지지대 보다 낮은 경도를 가지는 경화구조의 완충부를 형성하는 단계;를 포함하는 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용한 3차원 구조물을 형성하는 방법을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 기판에 중합체, 광개시제 및 경화제를 포함하는 골격지지대 형성용 조성
물을 도포하는 단계;
(b) 상기 조성물 상부에 폴리머층을 형성하는 단계;
(c) 상기 폴리머층 상부에 하프컷 마스크를 두는 단계; 및
(d) 노광면과 수직으로 되는 면을 기준으로 0°초과 90°미만의 각도로 2 내
지 8방향에서 UV 평행광을 상기 하프컷 마스크에 조사하여 하프컷 마스크의 홀을 통과한 UV 평행광은 평행광의 각도와 평행하게 골격지지대가 경화되고, 하프컷 마스크의 홀 이외 부분을 통과한 UV 평행광은 상기 골격지지대 보다 낮은 경도를 가지는 경화구조의 완충부를 형성하는 단계;를 포함하는 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용한 3차원 구조물을 형성하는 방법을 제공한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 제조방법으로 제조된 3차원 구조물의 골격지지대를 제공한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 3차원 구조물의 골격지지대를 포함한 적층구조를 채용한 소자를 제공한다.
본 발명의 제조방법에 따른 3차원 구조물의 골격지지대는 골격지지대 및 골격지지대 주위의 완화부로 구성되어 있고 각각의 모듈러스 값이 상이하다. 골격지지대가 구조의 경도를 높게 유지하고 완화부가 내/외부의 충격을 분산시키므로 내충격성, 복원력, 연신력 및 저반사율이 뛰어난 3차원 구조물의 골격지지대를 제조할 수 있다. 골격지지대는 적층구조체에도 사용이 가능하며, 이 적층구조를 채용한 소자 또는 폴더블 디스플레이에도 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 조사 시 평행광의 각도에 따라 형성되는 (a)삼각 프리즘 구조, (b) 콘모양(corn array), (c) 트라이앵글 구조(triangular) 및 (d) 피라미드 구조의 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크의 패턴을 나타낸 것으로 사각형 패턴(a)과 삼각형패턴(b)을 나타낸 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 측광을 통해 형성되는 3차원 박막 샌드위치 구조체 흡수층의 제조방법을 모식화한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광만 조사했을 때의 경화제 TMPTA의 사용시간에 따른 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광만 조사했을 때의 흡수층의 모듈러스를 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 및 UV 조사 시 포토 마스크를 사용하지 않았을 때의 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 및 UV 조사 시 포토 마스크를 사용하지 않았을 때의 시간에 따른 모듈러스를 측정한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크 없이 전체 UV만을 조사하였을 때의 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크 없이 전체 UV만을 조사하였을 때의 모듈러스를 측정한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크에 평행광을 조사한 후 UV 조사하였을 때의 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크에 평행광을 조사한 후 UV 조사하였을 때의 흡수층의 모듈러스(modulous)를 측정한 그래프이다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일측면에 따르면, (a) 기판 상부에 중합체, 광개시제 및 경화제를 포함하는 골격지지대 형성용 조성물을 도포하는 단계; (b) 상기 조성물 상부에 폴리머층을 형성하는 단계; (c) 상기 폴리머층 상부에 포토 마스크를 두는 단계; (d) 노광면과 수직으로 되는 면을 기준으로 0°초과 90°미만의 각도로 2 내지 8방향에서 UV 평행광을 상기 포토 마스크에 조사하여 평행광의 각도와 평행하게 골격지지대가 경화되는 단계; 및 (e) 상기 포토 마스크를 제거하고 상기 UV 평행광보다 강도가 낮은 UV광을 조사하여 상기 골격 지지대 보다 낮은 경도를 가지는 경화구조의 완충부를 형성하는 단계;를 포함하는 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용한 3차원 구조물을 형성하는 방법을 제공한다.
본 발명에서는 포토 마스크를 사용하는 노광공정과 이를 제거한 이후의 노광공정을 포함한 두 번의 공정으로 3차원 구조물의 골격지지대를 형성할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 골격지지대는 골격 지지대와 상기 골격 지지대 주위의 완충부로 구성된다.‘골격 지지대’는 UV 평행광이 투과되어 평행광과 동일한 각도와 형상으로 흡수층의 경화용 조성물이 경화된 부분을 나타낸다. 따라서 골격 지지대의 구조와 형상은 포토 마스크 홀의 모양, 크기, 간격이 그대로 구현된다고 볼 수 있다.
본 발명의 3차원 구조물은 골격 지지대와 완충부로 각각 분리되어 형성되므로 서로 경도가 달라 다층의 적층구조 내에서 충격흡수를 최대화할 수 있다. 이러한 골격 지지대와 완충부를 형성하는 과정에서 UV의 종류와 포토 마스크를 선택적으로 다양화하여 사용하는 점이 특징이다.
UV 평행광을 조사하여 기판과 폴리머 사이의 골격지지대 형성용 조성물을 도입하여 입체적 형상을 만드는 것으로, UV 평행광의 각도와 평행하게 경화구조물인 골격 지지대가 형성될 수 있다. 흡수층 중 UV 평행광에 의해 생성된 골격 지지대 이외의 나머지 영역은 UV 평행광보다 강도가 낮은 UV광을 조사하여 완충부가 형성될 수 있다.
본 발명에서 ‘UV 평행광보다 강도가 낮은 UV광’이라 함은 포토 마스크를 제거하고 노광이 이루어지는 과정에서 UV의 강도(intensity)가 UV 평행광보다는 낮은 UV광을 의미한다. 경화된 골격 지지대 주위에 형성되는 완충부는 UV 평행광보다 강도가 낮은 UV광으로 인하여 상대적으로 낮은 경도를 갖는 경화구조가 형성될 수 있다. UV 평행광의 다른 강도에 의하여 골격지지대와 완충부의 반사력의 차이가 생기므로 평행광을 이용한 저반사 코팅도 가능하다.
이렇게 형성된 부분을 본 명세서에서‘완충부’라 칭하기로 한다. 본 발명의 3차원 구조물은 골격 지지대 및 충격완충부을 포함하는 점에서 완충부는 골격 지지대를 둘러싸고 있는 주변부라고 할 수 있다. UV 평행광으로 인해 경화된 구조는 단단하여 내구성을 높여주고, 경화된 구조를 제외한 나머지 부분의 완충부가 충격을 분산시켜 내충격성, 복원력 및 연신력을 높여주며, UV 평행광을 이용한 저반사 코팅이 가능해진다.
본 발명의 3차원 구조물을 폴더블 디스플레이의 힌지부분에 적용했을 때 모듈러스가 비교적 큰 3차원 형태의 골격지지대로 인해 기존 충전재 대비 형태안정성 및 주름 복원력을 향상 시킬 수 있다. 또한, 3차원 골격 구조의 형태 다변화로 필름 두께 방향으로 점진적으로 통과하는 빛의 경로차를 제어하여 효과적인 저반사 코팅 등으로의 응용분야로 확대 가능하다.
UV 평행광은 2 내지 8 방향, 바람직하게는 2 내지 6 방향, 더욱 바람직하게는 2 내지 4 방향에서 포토 마스크로 조사하는 것이 바람직하다. 또한 UV 평행광은 노광면과 수직으로 되는 면을 기준으로 0°초과 90°미만의 각도, 바람직하게는 10°내지 80°의 각도로 조사하는 것이 바람직하다. UV 평행광이 조사되는 각도에 따라 기판 상에 형성되는 본 발명의 3차원 구조물 내 골격 지지대의 형상이 다양하게 제조될 수 있다.
즉, 포토 마스크의 홀의 단면 모양은 원, 타원, 직선, 곡선 또는 면 등 다양한 형태일 수 있다. 또한 마스크 홀의 크기, 홀의 간격, 홀의 깊이도 다양하게 변경될 수 있다. 마스크 홀의 모양, 간격, 깊이에 따라 노광되어 경화되는 정도가 다르기 때문에 흡수층의 물성이 변경될 수 있고, 이러한 방식으로 흡수층을 형성하여 사용하고자 하는 때에는 홀의 단면 모양, 간격 및 깊이(두께)를 충격흡수강도를 감안하여 설계할 수 있다.
흡수층은 평행광의 각도에 따라 생성되는 골격 지지대의 형상은 샌드위치 패널, 피라미드형 구조 혹은 콘모양(corn array) 등의 다양한 형태를 나타내는 것이 바람직하나 형상이 제한되는 것이 아니다. 마스크 홀의 단면 모양, 크기, 간격, 깊이, UV 평행광의 강도, UV 평행광의 조사각도에 따라 다양한 형상이 모두 가능하다.
흡수층은 다양한 용도로 사용이 가능하고 예를 들어, 점착성분을 사용함으로써 입체적 형상을 갖는 3D 점착제로 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 조사 시 평행광의 각도에 따라 형성되는 (a) 삼각 프리즘 구조, (b) 콘모양(corn array), (c) 트라이앵글 구조(triangular) 및 (d) 피라미드 구조의 이미지이다. 도 1을 참고하면 포토 마스크 형태나 홀의 형태를 변경하면서 패턴을 다양하게 형성할 수 있다.
또한 UV 평행광을 조사하더라도 경화시간에 따라 각각의 모듈러스(modulous)가 달라지며, 평행광의 조사시간이 길어지면 완전히 가교결합되어 모듈러스가 증가하기 때문에 도 1에 도시한 바와 같이 특정 모양 혹은 구조를 나타낸다. 반면에 평행광의 조사시간이 적거나, 평행광을 조사하지 않으면 부분적으로 경화가 이루어져 모듈러스가 작은 완충부가 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크의 패턴을 나타낸 것으로 (a) 사각형 패턴과 (b) 삼각형패턴을 나타낸 이미지이다. 도 2를 참고하여 설명하면, D는 포토 마스크 홀의 직경이고, L은 포토 마스크 홀과 홀 사이의 간격을 나타낸다. 도 2의 (a)는 포토 마스크 4개의 홀이 사각형을 형성하고 있고, (b)는 홀의 중심점으로부터 연결되는 L의 간격이 모두 동일할 때를 보여준다. 그러나, 이에 한정되지 않고, D와 L이 동일간격일 때, L의 간격을 변화하였을 때, 포토 마스크 홀의 패턴을 변화하였을 때 등 다양하게 포토 마스크의 모양을 변형하여 사용할 수 있다. 포토 마스크 형태나 사이즈, 홀의 사이즈 및 간격과 상관없이 포토 마스크 홀을 통과한 평행광의 빛과 평행하게 모듈러스(modulous)가 높은 구조물(골격 지지대)이 생성되고 그렇지 않은 부분은 완충부가 형성될 수 있는 것이다.
흡수층의 모듈러스는 0.1 내지 1KPa인 것이 바람직하고, 0.3 내지 1KPa인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 3차원 구조물을 이루는 골격 지지대의 모듈러스는 0.15 내지 0.4KPa인 것이 바람직하고, 0.2 내지 0.35KPa인 것이 더욱 바람직하다. 골격 지지대 주위에 완충부를 형성한 본 발명의 3차원 구조물의 모듈러스는 0.10 내지 0.30KPa인 것이 바람직하다.
골격지지대 형성용 조성물 상부의 폴리머층은 폴리머의 종류가 제한되는 것은 아니나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 바람직하다. 폴리머를 자체만으로도 폴리머층으로 사용할 수도 있으나 코로나 처리를 거쳐 적용하는 것이 바람직하다. 폴리머층의 두께는 30 내지 100 ㎛가 바람직하고, 30 내지 50㎛인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 다른 일측면에 따르면, (a) 기판에 중합체, 광개시제 및 경화제를 포함하는 골격지지대 형성용 조성물을 도포하는 단계; (b) 상기 조성물 상부에 폴리머층을 형성하는 단계; (c) 상기 폴리머층 상부에 하프컷 마스크를 두는 단계; 및 (d) 노광면과 수직으로 되는 면을 기준으로 0°초과 90°미만의 각도로 2 내지 8방향에서 UV 평행광을 상기 하프컷 마스크에 조사하여 하프컷 마스크의 홀을 통과한 UV 평행광은 평행광의 각도와 평행하게 골격지지대가 경화되고, 하프컷 마스크의 홀 이외 부분을 통과한 UV 평행광은 상기 골격지지대 보다 낮은 경도를 가지는 경화구조의 완충부를 형성하는 단계;를 포함하는 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용한 3차원 구조물을 형성하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는 포토 마스크를 사용하고 제거하는 두 번의 공정을 하나의 공정으로 단축하여 3차원 구조물을 형성할 수도 있다. 이러한 공정에서는 일반적인 패턴 마스크인 포토 마스크 이외에 UV광의 투과도가 온오프 형태로 100% 또는 0%가 아닌 적절한 정도로 조절된 패턴 마스크를 사용할 수 있고, 이를 ‘하프컷 마스크’라는 용어를 사용한다.
하프컷 마스크는 포토마스크와 달리 UV 평행광 조사 시, 하프컷 마스크의 홀로 강한 UV 평행광이 100% 투과되어 골격지지대가 형성되지만 마스크의 홀 이외의 영역에서는 UV 평행광이 완전하게 투과되지 않고 일부만 투과될 수 있다. 따라서 한 번의 노광으로 UV 평행광이 투과되는 비율이 100%인 부분은 골격지지대를 형성하고 100% 미만인 부분은 완충부를 형성하기 때문에 일반적인 포토 마스크보다 제조공정을 단축할 수 있다. 이때, 하프컷 마스크의 홀 이외 부분의 투과율은 충격완충부의 경화도를 고려하여 적절하게 조절하여 사용할 수 있다.
골격지지대 형성용 조성물의 경화속도는 UV 평행광의 세기, 개시제의 농도가 증가할수록 빨라지므로 평행광의 세기나 개시제의 농도를 조절하여 경화속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 본 발명의 제조방법으로 제조된 3차원 구조물을 제공한다.
골격지지대 형성용 조성물은 중합체 및/또는 공중합체, 광개시제 및 경화제를 포함할 수 있다.
중합체는 예를 들면, 상기 블록 공중합체로서 폴리스티렌-폴리메틸메타크릴레이트 (polystyrene-polymethylmethacrylate)공중합체, 폴리부타디엔-폴리부틸메타크릴레이트 (polybutadiene-polybutylmethacrylate) 공중합체, 폴리부타디엔-폴리디메틸실록산 (polybutadiene-polydimethylsiloxane) 공중합체, 폴리부타디엔-폴리메텔메타크릴레이트(polybutadiene-polymethylmethacrylate) 공중합체, 폴리부타디엔-폴리비닐피리딘 (polybutadienepolyvinylpyridine)공중합체, 폴리부틸아크릴레이트-폴리메틸메타크릴레이트 (polybutylacrylate-polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트-폴리비닐피리딘 (polybutylacrylate-polyvinylpyridine), 폴리이소프렌-폴리비닐피리딘 (polyisoprene-polyvinylpyridine), 폴리이소프렌-폴리메틸메타크릴레이트 (polyisoprene-polymethylmethacrylate), 폴리헥실아크릴레이트-폴리비닐피리딘 (polyhexylacrylatepolyvinylpyridine), 폴리이소부틸렌-폴리부틸메타크릴레이트 (polyisobutylene-polybutylmethacrylate), 폴리이소부틸렌-폴리메틸메타크릴레이트 (polyisobutylene-polymethylmethacrylate), 폴리이소부틸렌-폴리부틸메타크릴레이트 (polyisobutylene-polybutylmethacrylate), 폴리이소부틸렌-폴리디메틸실록산 (polyisobutylenepolydimethylsiloxane), 폴리부틸메타크릴레이트-폴리부틸아크릴레이트 (polybutylmethacrylatepolybutylacrylate), 폴리에틸에틸렌-폴리메틸메타크릴레이트 (polyethylethylene-polymethylmethacrylate), 폴리스티렌-폴리부틸메타크릴레이트 (polystyrene-polybutylmethacrylate), 폴리스티렌-폴리부타디엔(polystyrene-polybutadiene), 폴리스티렌-폴리이소프렌 (polystyrene-polyisoprene), 폴리스티렌-폴리메틸실록산 (polystyrene-polydimethylsiloxane), 폴리스티렌-폴리비닐피리딘 (polystyrene-polyvinylpyridine), 폴리에틸에틸렌-폴리비닐피리딘 (polyethylethylene-polyvinylpyridine), 폴리에틸렌-폴리비닐피리딘(polyethylene-polyvinylpyridine), 폴리비닐피리딘-폴리메틸메타크릴레이트 (polyvinylpyridinepolymethylmethacrylate), 폴리에틸렌옥사이드-폴리이소프렌 (polyethyleneoxide-polyisoprene), 폴리에틸렌옥사이드-폴리부타디엔 (polyethyleneoxide-polybutadiene), 폴리에틸렌옥사이드-폴리스티렌(polyethyleneoxide-polystyrene), 폴리에틸렌옥사이드-폴리메틸메타크릴레이트 (polyethyleneoxidepolymethylmethacrylate), 폴리에틸렌옥사이드-폴리디메틸실록산 (polyethyleneoxide-polydimethylsiloxane), 폴리스티렌-폴리에틸렌옥사이드 (polystyrene-polyethyleneoxide) 등을 사용할 수 있다.
광개시제는 벤질메틸케탈(benzyldimethyl ketal; Irgacure #651), 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-on (2-methyl-1[4-(methythio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-on; Irgacure #907), α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논(α,α-methoxy-α-hydroxyacetophenone; Irgacure#651), 및 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one; Irgacure#1173)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
골격지지대 형성용 조성물의 용매는 특별히 제한되지 않는다. 적절한 용매의 예를 일부만 들자면 에틸렌글리콜모노메틸에틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 시클로헥산온, 디옥산, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 메틸피루베이트, 에틸피루베이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시 프로피오네이트, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸2-피롤리돈, 3-에톡시에틸프로피오네이트, 2-헵탄온, 감마-부티롤락톤, 2-히드록시프로피온에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시 3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시 2- 메칠프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산에틸, 4-메틸-2-펜탄올, 4-메틸-2-펜틸 아세테이트, 이소프로판올, 메틸알코올, 에틸알코올, 노말 부틸알코올, 사이클로펜탄올, 사이클로펜탄온, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등을 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 골격지지대 형성용 조성물은 아울러 계면 활성제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 계면 활성제로는 불소계 계면 활성제, 음이온계, 양이온계, 비이온계 등 이 기술분야에서 사용되고 있는 계면 활성제를 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 본 발명의 3차원 구조물을 포함한 적층구조를 채용한 소자(device)를 제공한다. 소자는 디스플레이 패널에도 적용이 가능하며, 예를 들어 OLED(organic light-emitting diode)와 같은 폴더블, 롤러블, 평판 디스플레이용 소자들이 모두 해당될 수 있다.
본 발명의 3차원 구조물은 골격지지대와 골격지지대 주위의 완충부를 모두 포함함으로써 소자의 내구성을 증가시킬 수 있고, 내충격성, 복원력 및 연신력이 향상되어 내외부 충격에 강하기 때문에 디스플레이 보호용 필름, 각종 포장제, 가구 보호제 및 전자기기의 보호필름 등 다른 응용분야로도 활용이 가능하다. 또한, UV 평행광을 이용한 저반사코팅이 가능하다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다.
본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
<실시예>
실시예 1
점착제의 조성은 irgacure 980 30g, IBOA(Isobornyl acrylate) 9g, AA(acetic acid) 0.3g, irgacure651 0.4g을 사용하였고 경화제로 HDDA(1,6-Hexanediol diacrylate) 0.04g 또는 TMPTA 0.04g을 사용하였다. 1mm두께로 점착제를 도포하였다. Film 두께와 UV 조사시간에 따라 경화모양이 어떻게 변화하는지 확인하였다. 경화모양(3D pattrun)의 경우 경화 후, 미 가교된 점착제를 녹일 수 있는 EAC(Ethyl acetate) 또는 톨루엔을 용매로 사용하였으며, 상기 용매를 사용하여 점착제를 Washing 하여 제거해주어 패턴형태를 확인하였다. 포토 마스크의 홀 직경은 800μm이고 홀 간격은 1200μm인 포토 마스크를 사용하였다.
실시예 2 - 평행광 조사 실험
다방향 조사로 인한 UV 조사량, 시간, 광개시제와 경화제의 변화를 주어 실험을 진행하였다. 3d패턴을 제작하기 위해 45도의 측광을 통한 1방향 조사, 2방향으로 조사, 4방향으로 조사하여 패턴이 구현되는 실험을 진행하였다. 조사되는 방향이 많아질수록 중복되게 UV를 받기 때문에 이에 따른 UV조사량 및 시간의 조절이 필수적으로 이루어져야 하며, 그에 따른 광개시제, 경화제의 종류 및 함량이 조절되어야 한다.
<결과 및 평가>
평행광만 조사한 결과
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광만 조사했을 때의 경화제 TMPTA의 사용시간에 따른 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 4를 참고하여 설명하면, 포토 마스크없이 평생광만 조사하였고, 이후 골격지지대를 제조하기 위한 전체 UV조사는 하지 않았다. 시간은 140, 160, 180, 220, 260, 300, 340초에 따른 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)를 확인하였다. 평행광 기계의 경우 340초가 최대 조사 시간이므로 340초 이상의 조사는 할 수 없었다. 포토 마스크를 이용해 structure를 만드는 경우 130초 평행광을 조사했을 때 structure가 가장 잘 나타났다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광만 조사했을 때의 감압 접착제의 모듈러스를 측정한 그래프이다. 각각의 수치는 하기 표 1에 나타내었다:
140s 160s 180s 220s 260s 300s 340s
Modulus (KPa) 0.20679 0.13194 0.25908 0.18922 0.18423 0.32934 0.24072
도 5 및 표 1을 참고하여 설명하면, 평행광만 조사하고 포토 마스크와 UV조사를 하지 않았을 때의 감압접착제의 모듈러스는 300초일 때 가장 높게 나타났다.
평행광 및 전체 UV조사
포토 마스크 없이 평행광을 조사한 다음 전체 UV를조사하였다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 및 UV 조사 시 포토 마스크를 사용하지 않았을 때의 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 및 UV 조사 시 포토 마스크를 사용하지 않았을 때의 시간에 따른 모듈러스를 측정한 그래프이다. 각각의 수치는 하기 표 2에 나타내었다:
120s_60s 340s_90s
Modulus (KPa) 0.234531 0.317365
도 7 및 표 2의 각각의 시간은 각각 평행광 조사시간 전체 UV 조사시간을 나타낸다. 포토 마스크없이 평행광을 조사하여 피라미드 구조를 형성하고, UV를 조사하여 피라미드 구조가 형성되지 않은 부분에 충격흡수면을 형성하게 하였다. 구조가 가장 잘 나오기 직전인 평행광 120초 조사 후 modulus 값이 가장 낮게 나오는 전체 UV 60초 조사로 나타났다. 평행광 최대 조사 시간인 340초 조사 후 modulus 값이 가장 높게 나오는 전체 UV 90초 조사로 나타났다.
평행광없이 전체 UV조사
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크없이 전체 UV만을 조사하였을 때의 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크없이 전체 UV만을 조사하였을 때의 감압접착제의 모듈러스를 측정한 그래프이다. 각각의 수치는 하기 표 3에 나타내었다:
60s 70s 80s 90s 100s 110s 130s
Modulus (KPa) 0.11776 0.16268 0.11776 0.26507 0.18423 0.22036 0.12894
도 8, 도 9 및 표 3을 참고하여 설명하면, 포토 마스크 없이 전체 UV조사를 각각 60초, 70초, 80초, 90초, 100초, 110초, 130초로 조사하였으며, 이때 평행광 조사는 하지않았다. 제조된 점착제가 손에 묻어 나오지 않는 최소 시간이 45-50초 정도 된다. 따라서 60초 이후부터 실험을 진행하였다. modulus 값이 90초 조사한 경우 가장 높게 나오기 때문에 그 이상의 시간 조건에서 실험을 진행하는 것은 크게 의미가 없다고 판단하였다.
포토 마스크에 평행광 및 전체 UV조사
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크에 평행광을 조사한 후 UV 조사하였을 때의 응력-변형도 선도 (Stress-strain curve)을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크에 평행광을 조사한 후 UV 조사하였을 때의 감압접착제의 모듈러스를 측정한 그래프이다. 각각의 수치는 하기 표 4에 나타내었다:
300s_90s 160s_45s
Modulus (KPa) 0.613772 0.430539
도 10, 도 11 및 표 4를 참고하여 설명하면, 포토 마스크를 이용해서 평행광300초 조사 후 전체 UV 90초 조사하고, 포토 마스크를 이용해서 평행광160초 조사 후 전체 UV 45초 조사한 것을 나타낸 그래프이다. 앞의 실험을 통해 modulus가 가장 높게 나오는 조건과 modulus가 가장 낮게 나오는 조건들을 조합하여 구조 형성 시 modulus가 가장 높게 나오는 값과 modulus가 가장 낮게 나오는 값을 측정하였다.포토 마스크를 사용하고, 평행광 및 UV를 모두 조사하였을 때는 평행광을 300초 조사한 후 UV를 90초 조사하였을 때 가장 높은 모듈러스가 형성됨을 확인할 수 있었다.
요약하면, 포토 마스크 홀의 크기 및 간격에 따라 3D구조 스프링이 형성되고, 폴리머에 평행광을 조사하고 경화하여 3D구조 스프링이 형성되고, 평행광의 조사시간에 따라 3D구조 스프링이 형성되는 것을 발견하였다. 3차원 구조의 감압접착제에 있어서 생성되는 홀의 간격, 홀 사이즈 및 홀의 패턴도 변화가 가능한 것을 확인하였다.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. (a) 기판 상부에 중합체, 광개시제 및 경화제를 포함하는 골격지지대 형성용 조성물을 도포하는 단계;
    (b) 상기 조성물 상부에 폴리머층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 폴리머층 상부에 포토 마스크를 두는 단계;
    (d) 노광면과 수직으로 되는 면을 기준으로 0°초과 90°미만의 각도로 2 내지 8방향에서 UV 평행광을 상기 포토 마스크에 조사하여 평행광의 각도와 평행하게 골격지지대가 경화되는 단계; 및
    (e) 상기 포토 마스크를 제거하고 상기 UV 평행광보다 강도가 낮은 UV광을 조사하여 상기 골격 지지대 보다 낮은 경도를 가지는 경화구조의 완충부를 형성하는 단계;를 포함하는 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용한 3차원 구조물을 형성하는 방법.
  2. (a) 기판에 중합체, 광개시제 및 경화제를 포함하는 골격지지대 형성용 조성
    물을 도포하는 단계;
    (b) 상기 조성물 상부에 폴리머층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 폴리머층 상부에 하프컷 마스크를 두는 단계; 및
    (d) 노광면과 수직으로 되는 면을 기준으로 0°초과 90°미만의 각도로 2 내
    지 8방향에서 UV 평행광을 상기 하프컷 마스크에 조사하여 하프컷 마스크의 홀을 통과한 UV 평행광은 평행광의 각도와 평행하게 골격지지대가 경화되고, 하프컷 마스크의 홀 이외 부분을 통과한 UV 평행광은 상기 골격지지대 보다 낮은 경도를 가지는 경화구조의 완충부를 형성하는 단계;를 포함하는 다층의 적층 구조에서 UV 평행광을 이용한 3차원 구조물을 형성하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법으로 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 3차원 구조물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 골격 지지대는 샌드위치 패널, 피라미드형 구조 및 콘 구조 중에서 선택된 하나 이상을 나타내는 것을 특징으로 하는 3차원 구조물.
  5. 제 3 항에 따른 입체적인 형상의 3차원 구조물을 포함한 적층구조를 채용한 소자.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06305032A (ja) * 1993-04-27 1994-11-01 Nippondenso Co Ltd 三次元形状形成方法
JPH07238106A (ja) * 1994-03-02 1995-09-12 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 立体造形用光硬化性組成物及び光硬化促進方法
JP2004296543A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Kyocera Corp 複合シートの製造方法、並びに積層部品の製造方法
KR101341216B1 (ko) * 2012-11-29 2014-01-07 전남대학교산학협력단 광 리소그래피에 기초한 극저밀도 3차원 박막 구조체의 제조방법
KR101707138B1 (ko) * 2015-10-26 2017-02-16 전남대학교산학협력단 광 리소그래피를 이용한 3차원 박막 샌드위치 구조체 및 그 제조 방법
KR102460784B1 (ko) * 2022-02-15 2022-10-31 경북대학교 산학협력단 다층의 적층 구조에서 uv평행광을 이용하여 입체적 형상의 충격흡수층을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 충격흡수층

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120039578A (ko) 2012-02-28 2012-04-25 전남대학교산학협력단 홀로그램 리소그래피를 이용한 산화아연 나노구조물의 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06305032A (ja) * 1993-04-27 1994-11-01 Nippondenso Co Ltd 三次元形状形成方法
JPH07238106A (ja) * 1994-03-02 1995-09-12 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 立体造形用光硬化性組成物及び光硬化促進方法
JP2004296543A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Kyocera Corp 複合シートの製造方法、並びに積層部品の製造方法
KR101341216B1 (ko) * 2012-11-29 2014-01-07 전남대학교산학협력단 광 리소그래피에 기초한 극저밀도 3차원 박막 구조체의 제조방법
KR101707138B1 (ko) * 2015-10-26 2017-02-16 전남대학교산학협력단 광 리소그래피를 이용한 3차원 박막 샌드위치 구조체 및 그 제조 방법
KR102460784B1 (ko) * 2022-02-15 2022-10-31 경북대학교 산학협력단 다층의 적층 구조에서 uv평행광을 이용하여 입체적 형상의 충격흡수층을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 충격흡수층

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