KR100993395B1 - Method of manufacturing synthetic resin plate formed photonic crystal and the synthetic resin plate - Google Patents

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Abstract

가전제품 등 다양한 물품의 디자인 소재로 응용 가능한 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법에 관하여 개시한다.Disclosed is a method of manufacturing a synthetic resin plate having a photonic crystal applicable to design materials of various articles such as home appliances.

본 발명에 따른 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법은 표면에 광결정 패턴이 형성된 마스터 스탬프를 고분자 시트(Polymer Sheet) 상부에 위치시키는 제1단계; 상기 마스터 스탬프에 형성된 광결정 패턴을 상기 고분자 시트 표면에 전사하여 고분자 몰드를 형성하고, 상기 마스터 스탬프와 고분자 시트를 분리하는 제2단계; 상기 형성된 고분자 몰드 표면에 실리콘옥사이드 계열 물질을 증착하는 제3단계; 액상 또는 기상 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅을 통하여, 상기 실리콘옥사이드 계열 물질 표면에 이형용 막을 형성하는 제4단계; 상기 고분자 몰드에 용융상태의 합성수지를 포어링(pouring)하는 제5단계; 캐스팅법(casting method) 또는 몰딩법(molding method)을 이용하여 상기 고분자 몰드에 형성된 광결정 패턴을 상기 합성수지 표면에 전사하는 제6단계; 및 상기 제6단계를 통하여 광결정 패턴이 형성된 합성수지와 상기 고분자 몰드를 분리하는 제7단계를 포함하여 이루어진다. The method of manufacturing a synthetic resin plate having a photonic crystal according to the present invention includes: a first step of placing a master stamp having a photonic crystal pattern formed on a surface of a polymer sheet; A second step of transferring a photonic crystal pattern formed on the master stamp to a surface of the polymer sheet to form a polymer mold, and separating the master stamp and the polymer sheet; Depositing a silicon oxide based material on the surface of the formed polymer mold; A fourth step of forming a release film on the surface of the silicon oxide based material through a liquid or vapor self-embedded monolayer (SAM) coating; A fifth step of pouring the synthetic resin in a molten state into the polymer mold; A sixth step of transferring the photonic crystal pattern formed on the polymer mold to the surface of the synthetic resin by using a casting method or a molding method; And a seventh step of separating the polymer mold and the polymer mold in which the photonic crystal pattern is formed through the sixth step.

Description

광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 합성수지판{Method of manufacturing synthetic resin plate formed photonic crystal and the synthetic resin plate}Method of manufacturing synthetic resin plate formed with photonic crystal and synthetic resin plate manufactured by the method

본 발명은 합성수지판 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임프린팅 공법 및 캐스팅 공법을 접목하여, 종래에 비하여 저가의 공정으로 화려하고 아름다운 미색을 가지는 마이크로 나노 광결정을 형성하여 각종 제품의 디자인 소재로 활용할 수 있는 합성수지판의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a synthetic resin plate, and more particularly, by combining the imprinting method and the casting method, to form a micro-nano photonic crystal having a gorgeous and beautiful off-white in a low-cost process compared to the prior art as a design material of various products It relates to a method for producing a synthetic resin plate that can be utilized.

합성수지(synthetic resin)는 가벼운 소재인 점, 저가로 대량생산이 가능한 점, 금속에 비해 낮은 온도에서 다양한 형상을 제조할 수 있는 점, 다양한 색상의 구현이 가능한 점 등 여러 장점을 가지고 있어, 각종 가전제품의 케이스나 생활필수품 재료 등 여러 용도로 이용되고 있다. Synthetic resin has many advantages such as light material, mass production at low cost, manufacturing various shapes at low temperature and realizing various colors compared to metal. It is used for various purposes such as product cases and daily necessities.

마이크로급 또는 나노급의 주기적인 미세 패턴의 경우 특정 파장의 빛이 보강간섭 효과에 의해 크게 반사될 수 있다. 이 점을 응용하면, 마이크로급 또는 나 노급 미세 구조를 이용한 컬러를 낼 수 있으며, 이를 이용하여 디자인 소재 기술로 사용이 가능하다. In the case of micro- or nano-class periodic fine patterns, light of a specific wavelength can be greatly reflected by the constructive interference effect. Applying this point, it is possible to produce color using micro- or nano-level microstructure, which can be used as a design material technology.

그러나, 마이크로급 또는 나노급의 미세 구조물을 형성하기 위해, 종래의 대부분은 포토리소그래피 등의 공정을 이용하였다. 그러나, 포토리소그래피 공정 등은 고가의 공정으로서, 기판의 제한이 있을 뿐만 아니라, 공정 시간도 오래 걸려서 상용화가 어려운 문제점이 있다. However, in order to form microstructure or nanoscale microstructures, most conventional processes have used a process such as photolithography. However, the photolithography process is an expensive process and not only has a limitation of the substrate but also takes a long process time, making it difficult to commercialize.

따라서, 상용화가 가능한 기술을 사용하여 마이크로급 또는 나노급의 미세 광결정이 형성된 합성수지판의 제조 방법이 요구된다. Therefore, there is a need for a method of manufacturing a synthetic resin plate on which micro- or nano-grade fine photonic crystals are formed using a commercially available technology.

본 발명의 목적은 임프린팅 공법 및 캐스팅 또는 몰딩 공법을 접목하여 저가의 공정으로 마이크로급 또는 나노급 광결정이 형성될 수 있는 합성수지판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for producing a synthetic resin plate that can be formed micro- or nano-grade photonic crystals in a low-cost process by combining the imprinting method and the casting or molding method.

본 발명의 다른 목적은 상기의 제조방법에 의해 제조되어, 표면에 광결정이 형성되어 각종 제품의 디자인 소재로 활용할 수 있는 광결정이 형성된 합성수지판을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a synthetic resin plate is formed by the manufacturing method described above, the photonic crystal is formed on the surface can be utilized as a design material of various products.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법은 표면에 광결정 패턴이 형성된 마스터 스탬프를 고분자 시트(Polymer Sheet) 상부에 위치시키는 제1단계; 상기 마스터 스탬프에 형성된 광결정 패턴을 상기 고분자 시트 표면에 전사하여 고분자 몰드를 형성하고, 상기 마스터 스탬프와 고분자 시트를 분리하는 제2단계; 상기 형성된 고분자 몰드 표면에 실리콘옥사이드 계열 물질을 증착하는 제3단계; 액상 또는 기상 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅을 통하여, 상기 실리콘옥사이드 계열 물질 표면에 이형용 막을 형성하는 제4단계; 상기 고분자 몰드에 용융상태의 합성수지를 포어링(pouring)하는 제5단계; 캐스팅법(casting method) 또는 몰딩법(molding method)을 이용하여 상기 고분자 몰드에 형성된 광결정 패턴을 상기 합성수지 표면에 전사하는 제6단계; 및 상기 제6단계를 통하여 광결정 패턴이 형성된 합성수지와 상기 고분자 몰드를 분리하는 제7단계를 포함하여 이루어진다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a synthetic resin plate having a photonic crystal, the first step of placing a master stamp having a photonic crystal pattern formed on a surface of a polymer sheet; A second step of transferring a photonic crystal pattern formed on the master stamp to a surface of the polymer sheet to form a polymer mold, and separating the master stamp and the polymer sheet; Depositing a silicon oxide based material on the surface of the formed polymer mold; A fourth step of forming a release film on the surface of the silicon oxide based material through a liquid or vapor self-embedded monolayer (SAM) coating; A fifth step of pouring the synthetic resin in a molten state into the polymer mold; A sixth step of transferring the photonic crystal pattern formed on the polymer mold to the surface of the synthetic resin by using a casting method or a molding method; And a seventh step of separating the polymer mold and the polymer mold in which the photonic crystal pattern is formed through the sixth step.

본 발명에 따른 광결정이 형성된 합성수지판 제조방법은 고가의 공정이 필요한 포토리소그래피 공정 등에 비해 임프린팅 공법 및 캐스팅 또는 몰딩 공법 등 상대적으로 저가의 공정에 의하더라도 기존의 색상에 비해 화려하고 아름다운 색을 나타낼 수 있는 마이크로급 또는 나노급의 미세 광결정을 디자인 소재로 사용하여 가전 제품 등의 다양한 제품의 디자인 소재로 활용할 수 있는 장점이 있다. The method of manufacturing a synthetic resin plate having a photonic crystal according to the present invention shows a gorgeous and beautiful color compared to a conventional color even by a relatively low-cost process such as an imprinting method and a casting or molding method, compared to a photolithography process requiring an expensive process. By using a micro- or nano-grade fine photonic crystal as a design material there is an advantage that can be used as a design material of various products such as home appliances.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a synthetic resin plate having a photonic crystal according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 다른 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 각 단계들을 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하, 도 2를 참조하면서 도 1에 도시된 합성수지판 제조 방법을 설명하기로 한다.FIG. 1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a synthetic resin plate having another photonic crystal according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing each step shown in FIG. Hereinafter, the synthetic resin plate manufacturing method shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법은 합성수지 포어링 단계(S110), 패턴 복제 단계(S120) 및 고분자 몰드 분리 단계(S130)를 포함하여 이루어진다. 1 and 2, the method of manufacturing a synthetic resin plate in which the photonic crystal is formed according to the present invention includes a synthetic resin pore step (S110), a pattern replication step (S120), and a polymer mold separation step (S130).

합성수지 포어링 단계(S110)에서는 표면에 광결정 패턴이 형성된 고분자 몰드(10)에 용융상태의 합성수지(20)를 포어링(pouring)한다. 엄밀하게는, 고분자 몰드(10) 표면에 형성된 패턴은 형성하고자 하는 광결정 패턴의 반대 패턴에 해당한다. In the synthetic resin pore step (S110), the synthetic resin 20 in a molten state is poured into the polymer mold 10 having the photonic crystal pattern formed thereon. Strictly, the pattern formed on the surface of the polymer mold 10 corresponds to a pattern opposite to the photonic crystal pattern to be formed.

고분자 몰드는 PVC(poly-vinyl chloride), COP(cyclo-olefin polymer), PMMA(poly(methyl methacrylate), PC(polycarbonate) 등과 같은 열가소성 수지나, Epoxy계 수지 등의 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. The polymer mold may be made of a thermoplastic resin such as polyvinyl chloride (PVC), a cyclo-olefin polymer (COP), a poly (methyl methacrylate), PMMA (poly (methyl methacrylate)), or a PC (polycarbonate), or a thermosetting resin such as an epoxy resin.

합성수지로는 몰딩이 가능한 PDMS(polydimethylsiloxane), PVA(poly-vinyl alcohol), PUA(polyurethane acrylate), PC(polycarbonate) 등이 이용될 수 있으며, 이 외에도, 자외선 경화형 레진 (UV curable monomer resin, 예; NIP-K28 resin(Chemoptics사) 또는 열 경화형 레진(Thermally curable resin, 예; epoxy based resin)을 이용할 수 있다. As the synthetic resin, PDMS (polydimethylsiloxane), PVA (poly-vinyl alcohol), PUA (polyurethane acrylate), PC (polycarbonate) and the like may be used. In addition, UV curable monomer resins (eg, UV curable monomer resins); NIP-K28 resin (Chemoptics) or thermally curable resin (e.g. epoxy based resin) may be used.

패턴 복제 단계(S120)에서는 캐스팅법(casting method) 또는 몰딩법(molding method)을 이용하여, 고분자 몰드(10)에 형성된 광결정 패턴 내에 용융상태의 합성수지를 완전히 채워 넣음으로써 고분자 몰드(10)로부터 합성수지(20)로 광결정 패턴을 복제한다. 광결정 패턴의 복제 후에는 합성수지를 자외선이나 열 등을 이용하여 경화시킨다. In the pattern replication step S120, the synthetic resin from the polymer mold 10 is completely filled by using a casting method or a molding method to completely fill the molten synthetic resin in the photonic crystal pattern formed on the polymer mold 10. At 20, the photonic crystal pattern is duplicated. After replication of the photonic crystal pattern, the synthetic resin is cured using ultraviolet rays or heat.

고분자 몰드 분리 단계(S130)에서는 상기 패턴 복제 단계(S120)를 통하여 광결정 패턴이 형성된 합성수지(20)와 고분자 몰드(10)를 분리한다. In the polymer mold separation step S130, the synthetic resin 20 and the polymer mold 10 in which the photonic crystal pattern is formed are separated through the pattern replication step S120.

이때, 고분자 몰드(10)와 합성수지(20)의 원할한 이형을 위하여, 고분자 몰 드(10) 표면에 SiO2(도 4의 40)와 같은 실리콘옥사이드 계열 물질 및 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅된 이형용 막(도 4의 50)이 형성되어 있을 수 있다. At this time, for smooth release of the polymer mold 10 and the synthetic resin 20, a silicon oxide-based material such as SiO 2 (40 in FIG. 4) and SAM (Self Assembled Monolayer) coated on the surface of the polymer mold 10 A release film (50 in FIG. 4) may be formed.

도 3은 본 발명에 이용되는 고분자 몰드를 제작하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 4는 도 3의 각 단계를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하, 도 4를 참조하면서 도 3에 도시된 고분자 몰드 제작 방법을 설명하기로 한다.Figure 3 is a flow chart schematically showing a method of manufacturing a polymer mold used in the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing each step of FIG. Hereinafter, the manufacturing method of the polymer mold shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. 4.

도 3을 참조하면, 고분자 몰드는 마스터 스탬프 준비 단계(S310), 핫 엠보싱 단계(S320), 마스터 스탬프 분리 단계(S330), SiO2 증착 단계(S340) 및 SAM 코팅 단계(S350)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3, the polymer mold may include a master stamp preparation step (S310), a hot embossing step (S320), a master stamp separation step (S330), a SiO 2 deposition step (S340), and a SAM coating step (S350). Can be.

마스터 스탬프 준비 단계(S310)에서는 표면에 상기 형성하고자 하는 광결정 패턴이 형성된 마스터 스탬프(30)를 고분자 시트(Polymer Sheet) 상부에 위치시킨다. In the master stamp preparation step (S310), the master stamp 30 having the photonic crystal pattern to be formed on the surface thereof is positioned on the polymer sheet.

마스터 스탬프(30)는 고온과 고압에서도 충분히 견딜 수 있는 재질로 된 것으로, SiC, SiO2, Si3N4, Al2O3, MgO, Si 및 Ni 중에서 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다. The master stamp 30 is made of a material that can sufficiently withstand high temperature and high pressure, and may be made of any one material of SiC, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , MgO, Si, and Ni.

마스터 스탬프(30)는 다음의 예들과 같은 형태의 것을 이용할 수 있다. The master stamp 30 may be used in the form of the following examples.

ⅰ)MgO 파우더, Al2O3 파우더 및 직경이 200nm ~ 수십 마이크로미터(㎛) 정도의 SiO2 나노 파우더(Nano Powder)가 혼합된 분말체를 가압한 후, HF와 같이 SiO2만을 등방성 에칭(Isotropic Etching)할 수 있는 식각제로 SiO2만을 선택적으로 에 칭한 후, 소결 공정을 거쳐 제작된 금속 스탬프,Iv) pressurize the powder mixed with MgO powder, Al 2 O 3 powder and SiO 2 nanopowder of 200 nm to several tens of micrometers (μm), and then isotropically etch SiO 2 like HF. After stamping only SiO 2 as an etchant capable of isotropic etching, and then sintering the metal stamp,

ⅱ)반도체공정을 이용하여 제작된 주기 200nm ~ 수십 마이크로미터(㎛)를 가지는 광결정 패턴 및 이를 이용하여 전기도금법으로 복제된 금속 스탬프,Ii) a photonic crystal pattern having a period of 200 nm to several tens of micrometers (µm) manufactured using a semiconductor process, and a metal stamp replicated by electroplating using the same;

ⅲ)나비 날개나 공작새 깃털, 비단벌레 등 광결정 구조를 가지는 자연계 나노 구조물 및 이를 이용하여 전기도금법으로 복제된 금속 스탬프,Ⅲ) Natural nanostructures with photonic crystal structures such as butterfly wings, peacock feathers, and beetles, and metal stamps replicated by electroplating using them;

ⅳ)정렬된 나노-마이크로 볼(실리카/폴리스티렌 등), 알루미늄 양극 산화물 템플릿(anodic aluminium oxide(AAO), template), 레이저 홀로그래피(Laser holography) 공법 등으로 제작된 마이크로 나노 광결정 패턴 및 이를 이용하여 전기도금법으로 복제된 금속 스탬프.(Iii) micro-nano photonic crystal patterns fabricated by ordered nano-micro balls (silica / polystyrene, etc.), aluminum anodic oxide (AAO) templates, laser holography, and the like, Replicated metal stamp with plating method.

핫 엠보싱 단계(S320)에서는 핫 엠보싱(Hot-embossing) 방법과 같은 패턴 전사 방법으로 마스터 스탬프에 형성된 광결정 패턴을 고분자 시트 표면에 전사하여 고분자 몰드를 형성한다. In the hot embossing step (S320), the photonic crystal pattern formed on the master stamp is transferred to the surface of the polymer sheet by a pattern transfer method such as a hot embossing method to form a polymer mold.

구체적으로는, 도 5에 도시된 가열(S510), 가압(S520) 및 냉각(S530)으로 이루어지는 예와 같은 순서로 핫 엠보싱을 진행할 수 있다.Specifically, hot embossing may be performed in the same order as in the example of heating (S510), pressurization (S520), and cooling (S530) illustrated in FIG. 5.

도 5를 참조하면, 마스터 스탬프와 고분자 시트를 접촉시키고, 고분자 시트의 유리전이온도(Tg)보다 높은 온도로 가열한 후(S510), 10~40 bar 정도로 압력을 가하여(S520) 상기 마스터 스탬프 표면에 형성된 광결정 패턴을 고분자 시트 표면에 전사하여 이루어질 수 있다. 일반적으로 고분자는 유리온도(Tg) 이상의 온도에서 유연해지기 때문에, 고분자 시트(10)의 유리온도(Tg)보다 높은 온도에서는 쉽게 핫 엠보싱(Hot-embossing)이 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 5, the master stamp is brought into contact with the polymer sheet, and heated to a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer sheet (S510), and then pressurized to about 10 to 40 bar (S520). It can be made by transferring the photonic crystal pattern formed on the surface of the polymer sheet. In general, since the polymer becomes soft at a temperature above the glass temperature (Tg), hot embossing may be easily performed at a temperature higher than the glass temperature (Tg) of the polymer sheet 10.

마스터 스탬프 분리 단계(S330)에서는 마스터 스탬프와 고분자 몰드를 분리한다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 온도를 상온과 같이 고분자 시트의 유리전이온도보다 낮은 온도로 낮추고(S530), 마스터 스탬프와 고분자 시트를 분리하는 것이 바람직하다. In the master stamp separation step (S330), the master stamp and the polymer mold are separated. At this time, as shown in Figure 5, the temperature is lowered to a temperature lower than the glass transition temperature of the polymer sheet, such as room temperature (S530), it is preferable to separate the master stamp and the polymer sheet.

금속 등의 물질로 이루어진 마스터 스탬프(30)는 고분자 시트(10)와 열팽창률이 다르기 때문에, 냉각시 고분자 시트(10)로부터 쉽게 분리할 수 있다. 다만, 유리온도(Tg) 이상에서 고분자 시트(10)가 마스터 스탬프(30)에 들러붙을 수도 있으므로, 미리 마스터 스탬프(30) 표면에 그라파이트(Graphite) 등과 같은 이형물질이 코팅되어 있을 수 있다. Since the master stamp 30 made of a material such as a metal has a different coefficient of thermal expansion from the polymer sheet 10, the master stamp 30 can be easily separated from the polymer sheet 10 during cooling. However, since the polymer sheet 10 may adhere to the master stamp 30 at a glass temperature Tg or more, a release material such as graphite may be coated on the surface of the master stamp 30 in advance.

SiO2 증착 단계(S340)에서는 후술할 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅을 통한 이형용 막 형성을 원활하게 하기 위하여, 상기의 핫 엠보싱 단계(S320)를 통하여 광결정 패턴이 형성된 고분자 몰드 표면에 SiO2(40)와 같은 실리콘옥사이드 계열 물질을 얇은 두께로 먼저 증착한다. 증착되는 실리콘옥사이드 계열 물질의 두께는 5~30nm 정도의 두께가 될 수 있다. In the SiO 2 deposition step (S340), in order to facilitate the formation of a release film through a self-embedded monolayer (SAM) coating, which will be described later, SiO 2 (40) is formed on the surface of the polymer mold on which the photonic crystal pattern is formed through the hot embossing step (S320). A silicon oxide-based material such as) is first deposited to a thin thickness. The thickness of the silicon oxide-based material to be deposited may be a thickness of about 5 ~ 30nm.

이형용 막 형성 단계(S350)에서는 액상 또는 기상 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅을 통하여, SiO2(40)와 같은 실리콘옥사이드 계열 물질 표면에 소수성 자기조립단분자막으로서 이형용 막(50)을 형성한다. 이형용 막(50)은 캐스팅법 등을 이용하여 합성수지에 고분자 몰드에 형성된 광결정 패턴을 복제한 후, 합성수 지와 고분자 몰드가 접착되는 것을 방지하기 위하여 필요하다.In the release film forming step (S350), the release film 50 is formed as a hydrophobic self-assembled monolayer on the surface of a silicon oxide-based material such as SiO 2 40 through a liquid or vapor phase self-assembled monolayer (SAM) coating. The release film 50 is necessary to prevent the synthetic resin and the polymer mold from adhering after replicating the photonic crystal pattern formed on the polymer mold to the synthetic resin using a casting method or the like.

이때, 이형용 막(50)의 형성을 위하여 실리콘옥사이드 계열 물질 상에 SAM 코팅되는 물질은 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane이나 Cl3Si(C2H4)C8F17 와 같이 표면 에너지가 낮은 실란 계열의 물질이 될 수 있다. 실란 계열의 물질 간에는 반데르발스 힘과 정전기력(electrostatic force)만이 작용하여, 상기의 실란 계열의 물질을 실리콘옥사이드 계열 물질의 가장 대표적인 SiO2(40) 위에 SAM 코팅하면, 코팅으로 인한 표면 에너지 변화가 크고, 다양한 기능성을 가질 수 있어서 원활한 이형이 가능하다. At this time, the SAM coating material on the silicon oxide-based material to form the release film 50 is (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl) trichlorosilane or Cl 3 Si (C 2 H 4 ) C 8 It can be a silane-based material with low surface energy, such as F 17 . Only van der Waals and electrostatic forces are applied between the silane-based materials. When the silane-based material is SAM coated on the most representative SiO 2 (40) of the silicon oxide-based material, the surface energy change due to the coating Large, can have a variety of functionality can be smooth release.

본 발명에 따른 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법의 일실시예를 전체적으로 요약하면, 우선, 표면에 형성하고자 하는 광결정 패턴이 형성된 마스터 스탬프를 고분자 시트(Polymer Sheet) 상부에 위치시키고(제1단계), 핫 엠보싱 방법으로 마스터 스탬프에 형성된 광결정 패턴을 고분자 시트 표면에 전사하여 고분자 몰드를 형성한 후, 마스터 스탬프와 고분자 몰드를 분리하고(제2단계), 이형을 위하여 고분자 몰드 표면에 SiO2와 같은 실리콘옥사이드 계열 물질을 증착하고(제3단계), 그 위에 SAM 코팅을 행한다(제4단계).Summarizing one embodiment of a method for manufacturing a synthetic resin plate having a photonic crystal according to the present invention, first, a master stamp having a photonic crystal pattern to be formed on a surface thereof is placed on a polymer sheet (first step), After transferring the photonic crystal pattern formed on the master stamp to the surface of the polymer sheet by hot embossing to form a polymer mold, the master stamp and the polymer mold are separated (second step), and silicon such as SiO 2 is formed on the surface of the polymer mold for release. An oxide-based material is deposited (step 3) and SAM coating is performed thereon (step 4).

이후, 제작된 고분자 몰드에 용융상태의 합성수지를 포어링하고(5단계), 캐스팅법 등을 이용하여 고분자 몰드에 형성된 광결정 패턴을 합성수지 표면에 전사한 후(제6단계), 고분자 몰드를 분리한다(제7단계). Thereafter, the synthetic polymer in the molten state is pore (5 steps), and the photonic crystal pattern formed on the polymer mold is transferred to the surface of the synthetic resin using a casting method (step 6), and then the polymer mold is separated. (Step 7).

상기의 과정들로 제조된 광결정이 형성된 합성수지판은 종래에 비해, 화려하고 아름다운 미색을 가지는 마이크로 나노 광결정을 디자인 소재로 사용하여 가전 제품 등 다양한 생필품의 디자인 소재로 사용할 수 있는 효과가 있다. Synthetic resin plate formed with a photonic crystal prepared by the above process, compared to the prior art, by using a micro-nanophotonic crystal having a colorful and beautiful off-white as a design material can be used as a design material of various necessities such as home appliances.

이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다. Although the above has been described with reference to one embodiment of the present invention, various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications may belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.

도 1은 본 발명에 다른 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a synthetic resin plate in which another photonic crystal is formed.

도 2는 도 1에 도시된 각 단계를 개략적으로 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view schematically showing each step shown in FIG.

도 3은 본 발명에 이용되는 고분자 몰드를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다. 3 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a polymer mold used in the present invention.

도 4는 도 3의 각 단계를 개략적으로 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating each step of FIG. 3.

도 5는 핫 엠보싱 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 5 is a flowchart schematically illustrating a hot embossing process.

Claims (11)

표면에 광결정 패턴이 형성된 마스터 스탬프를 고분자 시트(Polymer Sheet) 상부에 위치시키는 제1단계;Placing a master stamp having a photonic crystal pattern formed on a surface thereof on an upper side of a polymer sheet; 상기 마스터 스탬프에 형성된 광결정 패턴을 상기 고분자 시트 표면에 전사하여 고분자 몰드를 형성하고, 상기 마스터 스탬프와 고분자 시트를 분리하는 제2단계; A second step of transferring a photonic crystal pattern formed on the master stamp to a surface of the polymer sheet to form a polymer mold, and separating the master stamp and the polymer sheet; 상기 형성된 고분자 몰드 표면에 실리콘옥사이드 계열 물질을 증착하는 제3단계; Depositing a silicon oxide based material on the surface of the formed polymer mold; 액상 또는 기상 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅을 통하여, 상기 실리콘옥사이드 계열 물질 표면에 이형용 막을 형성하는 제4단계;A fourth step of forming a release film on the surface of the silicon oxide based material through a liquid or vapor self-embedded monolayer (SAM) coating; 상기 고분자 몰드에 용융상태의 합성수지를 포어링(pouring)하는 제5단계;A fifth step of pouring the synthetic resin in a molten state into the polymer mold; 캐스팅법(casting method) 또는 몰딩법(molding method)을 이용하여 상기 고분자 몰드에 형성된 광결정 패턴을 상기 합성수지 표면에 전사하는 제6단계; 및A sixth step of transferring the photonic crystal pattern formed on the polymer mold to the surface of the synthetic resin by using a casting method or a molding method; And 상기 제6단계를 통하여 광결정 패턴이 형성된 합성수지와 상기 고분자 몰드를 분리하는 제7단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법.And a seventh step of separating the synthetic resin from which the photonic crystal pattern is formed and the polymer mold through the sixth step. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 상기 마스터 스탬프와 고분자 시트를 접촉시키고, 상기 고분자 시트의 유리전이온도(Tg)보다 높은 온도로 가열하는 제2-1단계;Contacting the master stamp with the polymer sheet and heating the temperature to a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer sheet; 압력을 가하여 상기 마스터 스탬프 표면에 형성된 광결정 패턴을 상기 고분자 시트 표면에 전사하는 제2-2단계; 및Applying a pressure to transfer the photonic crystal pattern formed on the surface of the master stamp onto the surface of the polymer sheet; And 온도를 상기 고분자 시트의 유리전이온도보다 낮은 온도로 낮추고, 상기 마스터 스탬프와 고분자 시트를 분리하는 제2-3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법. And lowering the temperature to a temperature lower than the glass transition temperature of the polymer sheet, and separating the master stamp and the polymer sheet. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는The method of claim 1, wherein the third step 상기 고분자 몰드 표면에 실리콘 옥사이드 계열 물질을 5~30nm 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법. Method of manufacturing a synthetic resin plate formed with a photonic crystal, characterized in that to deposit a silicon oxide-based material on the surface of the polymer mold to a thickness of 5 ~ 30nm. 제1항에 있어서, 상기 제4단계는The method of claim 1, wherein the fourth step (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane 및(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl) trichlorosilane and Cl3Si(C2H4)C8F17 중 하나의 물질을 SAM 코팅하는 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법. Method for producing a synthetic resin plate formed with a photonic crystal, characterized in that the SAM coating of one of Cl 3 Si (C 2 H 4 ) C 8 F 17 . 제1항에 있어서, 상기 마스터 스탬프는 The method of claim 1, wherein the master stamp SiC, SiO2, Si3N4, Al2O3, MgO, Si 및 Ni 중에서 어느 하나의 물질로 된 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법.A method for producing a synthetic resin plate having a photonic crystal, characterized in that any one of SiC, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , MgO, Si and Ni. 제1항에 있어서, 상기 마스터 스탬프는The method of claim 1, wherein the master stamp 표면에 이형물질이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법.Method for producing a synthetic resin plate formed with a photonic crystal, characterized in that the release material is coated on the surface. 제1항에 있어서, 상기 고분자 시트는 The method of claim 1, wherein the polymer sheet PVC(poly-vinyl chloride), COP(cyclo-olefin polymer), PMMA(poly(methyl methacrylate) 및 PC(polycarbonate) 중에서 선택되는 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법. Method of manufacturing a synthetic resin plate formed with a photonic crystal, characterized in that the thermoplastic resin selected from polyvinyl chloride (PVC), cyclo-olefin polymer (COP), poly (methyl methacrylate) (PMMA) and polycarbonate (PC). 제1항에 있어서, 상기 고분자 시트는 The method of claim 1, wherein the polymer sheet 에폭시(Epoxy)계 수지의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광결정이 형성 된 합성수지판 제조 방법.A method of manufacturing a synthetic resin plate having a photonic crystal formed from a material of epoxy resin. 제1항에 있어서, 상기 합성수지는 The method of claim 1, wherein the synthetic resin PDMS(polydimethylsiloxane), PVA(poly-vinyl alcohol), PUA(polyurethane acrylate) 및 PC(polycarbonate) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법. Method for producing a synthetic resin plate formed with a photonic crystal, characterized in that selected from PDMS (polydimethylsiloxane), PVA (poly-vinyl alcohol), PUA (polyurethane acrylate) and PC (polycarbonate). 제1항에 있어서, 상기 합성수지는 The method of claim 1, wherein the synthetic resin 자외선 경화형 레진 또는 열 경화형 레진인 것을 특징으로 하는 광결정이 형성된 합성수지판 제조 방법.A method for producing a synthetic resin plate having a photonic crystal, characterized in that it is an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 제조 방법으로 제조된 광결정이 형성된 합성 수지판. The synthetic resin plate in which the photonic crystal manufactured by the manufacturing method in any one of Claims 1-10 was formed.
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