KR20190080508A - Fabrication method of polymer film-based micro mirror array using organic patterning - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플로팅 디스플레이에 사용되는 마이크로 미러 어레이를 제작하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 PDMS 스탬프를 이용하여, 고분자 필름층에 사각형 오목 우물 구조의 패턴을 만들고, 우물구조의 옆면에 금속 박막을 증착하여 제작하는 마이크로 미러어레이 제작 방법을 개시한다. 또한, 본 발명에서는 동일한 PDMS 스탬프를 이용하여 자외선 박리 수지를 부착하는 방법을 사용하여, 마이크로 미러 어레이를 간단하게 제작할 수 있다. 본 발명에 의하면 정밀도 높은 플로팅 디스플레이를 저렴하게 제작할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a polymer film-based micro mirror array using organic patterning, and more particularly, to a method of manufacturing a micro mirror array used in a floating display. The present invention discloses a micro mirror array fabrication method using a PDMS stamp to make a pattern of a square concave well structure in a polymer film layer and to fabricate a metal thin film by vapor deposition on a side surface of a well structure. Further, in the present invention, the micro mirror array can be simply manufactured by using the method of attaching the ultraviolet ray peeling resin using the same PDMS stamp. According to the present invention, a highly accurate floating display can be manufactured at low cost.
최근들어 디스플레이의 대형화 고화질화에 따른 발전, 인터넷의 발달에 따른 정보량의 급증, 가상현실 기기의 보급, 3D 프린터의 보급 증가 등으로 3차원 디스플레이에 대한 요구도 점점 증가하고 있다.In recent years, demand for three-dimensional display is increasingly increasing due to development of a large-sized and high-quality display, a surge of information due to the development of the Internet, the diffusion of virtual reality devices, and an increase in the spread of 3D printers.
아직 홀로그램 기술을 구현하기에는 기술적 장애요소가 많으므로, 홀로그램 기술로 진입하기 전단계로 3차원 공간 투영 기술이 개발되어, 자동차, 옥외방송, 디지털 사이니지, 전시, 공연 등의 여러 산업분야에서 많이 활용되고 있다. Since there are many technical obstacles to implement hologram technology, three-dimensional spatial projection technology has been developed before hologram technology, and it is widely used in various industrial fields such as automobile, outdoor broadcasting, digital signage, exhibition and performance have.
그러나, 종래의 플로팅 디스플레이 시스템은 광학렌즈를 기반으로 구성하여 시스템이 복잡하고, 렌즈의 특성에 의해 영상이 왜곡되고 색수차가 발생하는 등 광손실로 인해 출력영상의 해상도가 떨어지는 문제가 있었다. 뿐만 아니라, 복잡한 광학구조 때문에 부피가 퍼지고 설치 조건에 많은 제약이 있어서 아직 널리 보급되지 못하고 있다.However, the conventional floating display system is structured on the basis of an optical lens, so that the system is complicated, the image is distorted due to the characteristics of the lens, and chromatic aberration is generated. In addition, due to the complicated optical structure, the volume spreads and the installation conditions are limited, so that it is not yet widely available.
특히, 소형 차량용 입체 영상 디스플레이 장치 개발을 위해서는 플로팅 디스플레이 시스템의 핵심 부품인 마이크로 미러 어레이의 제조 공정을 정밀하면서도 간단한 프로세스로 개선할 필요가 있다.Particularly, in order to develop a stereoscopic image display device for a small-sized vehicle, it is necessary to improve the manufacturing process of the micro mirror array, which is a core component of the floating display system, with a simple and simple process.
등록특허공보 제10-1721460호 “평행 배치된 광반사부를 구비한 광제어 패널의 제조 방법”에서는 밴드형의 평면 광반사부를 일정 피치로 배열하여 입체상을 형성하는 광학 결상 장치를 개시한다. 반도체 공정에 사용하는 노광 공정 및 금속 증착 공정을 사용하여 종래의 공정보다 간단하게 정밀도가 높은 홈을 형성할 수 있다. 반면에, 반도체 공정을 사용하여 복잡한 공정이며, 판재를 2개 사용하여 사용할 수 있는 광량이 줄어드는 문제점이 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1721460 discloses an optical imaging apparatus that forms a stereoscopic image by arranging band-shaped planar light reflection portions at a constant pitch in a method of manufacturing a light control panel having parallel light reflection portions. By using the exposure process and the metal deposition process used in the semiconductor process, it is possible to form the groove with high precision more easily than the conventional process. On the other hand, there is a problem that the amount of light that can be used by using two sheets is a complicated process using a semiconductor process.
등록특허공보 제10-1698779호 “마이크로 미러 어레이 및 그 제조 방법, 그리고 이러한 마이크로 미러 어레이를 포함하는 플로팅 디스플레이”에서는 저비용으로 제작할 수 있고, 광량의 감소가 적은 플로팅 디스플레이용 마이크로 미러 어레이를 제작하는 방법이 개시된다. 고분자 필름에 미러면을 형성하고, 합착한 후, 절단하여 1차 마이크로 미러 어레이를 제작한 후, 추가로 미러면을 형성하여 합착하여 절단함으로써 사각형의 옆면에 미러가 형성되는 구조 및 방법을 개시한다. 다만, 고분자의 합착 및 절단과정에서 균일한 품질을 얻기 어려운 문제가 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1698779 entitled " Micro mirror array and method of manufacturing the same, and method of manufacturing a micro mirror array for a floating display ", which can be manufactured at low cost and have a small amount of light reduction in a floating display including such a micro mirror array / RTI > Discloses a structure and a method in which a mirror is formed on a side surface of a quadrangle by forming a mirror surface on a polymer film and then laminating and then cutting to form a primary micromirror array, . However, there is a problem that it is difficult to obtain a uniform quality in the process of sticking and cutting the polymer.
한편, 등록특허공보 제10-0879790호 “고분자 몰드를 이용하여 다양한 미세 패턴을 형성하는 방법”에서 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 이용하여 고분자 박막에 미세패턴을 형성하는 방법이 개시되는 등 초정밀 유기물 패터닝 기술이 활발히 연구되고 있는 중이다.On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0879790 entitled " Method of forming various fine patterns using polymer molds " discloses a method of forming a fine pattern on a polymer thin film by using soft PDMS and hard PDMS composite molds. Patterning technology is being actively researched.
본 발명의 목적은, 플로팅 디스플레이에 사용되는 마이크로 미러 레이 패턴을 정밀하면서도 저렴하게 반복 생산할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method capable of repeatedly producing a micromirror pattern used in a floating display precisely and inexpensively.
본 발명의 다른 목적은, PDMS 스탬프를 이용한 마이크로 미러 어레이 제조 공정에서 광량의 손실이 적도록 하는 자외선 박리 수지의 부착 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method of attaching an ultraviolet light peeling resin to reduce the loss of light quantity in a micro mirror array manufacturing process using a PDMS stamp.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 이루기 위한 하나의 양태에 따르면, 본 발명은 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법에 있어서, (a) 복수의 사각형 오목 우물 구조를 가지는 주형 몰드를 만드는 단계; (b) 상기 주형 몰드에 스탬프 물질인 PDMS를 부어 기포를 제거하고 굳혀서, 복수의 사각형 볼록 돌기 구조를 가지는 제1 스탬프 및 제2 스탬프를 만드는 단계; (c) 상기 제1 스탬프 위에 디벨로퍼 물질을 스핀코팅하고 경화하여, 제1 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 디벨로퍼를 부착하는 단계; (d) 투명한 기판 위에 고분자 코팅액을 스핀코팅하고 경화하여 고분자 필름층을 만드는 단계; (e) 상기 고분자 필름층에 상기 디벨로퍼가 부착된 제1 스탬프를 이용하여 스탬핑하여, 사각형 오목 우물 구조를 가진 고분자 필름층을 만드는 단계; (f) 상기 제2 스탬프를 평판형 자외선 박리 수지와 접촉시켜, 제2 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계; (g) 상기 사각형 오목 우물 구조를 가진 고분자 필름층의 오목 우물 구조에 상기 자외선 박리 수지가 부착된 제2 스탬프의 볼록 돌기 구조가 결합되도록 스탬핑하여, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 밑면에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계; (h) 상기 자외선 박리 수지가 부착된 고분자 필름층에 금속 박막을 진공 증착하는 단계; (i) 상기 금속 박막이 증착된 고분자 필름층의 투명한 기판 쪽에서 상기 자외선 박리 수지에 자외선을 방사하여, 고분자 필름층의 자외선 박리 수지 위에 증착된 금속 박막을 제거하는 단계;를 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic patterning, comprising the steps of: (a) forming a mold mold having a plurality of rectangular concave-well structures; (b) pouring PDMS, which is a stamp material, into the mold mold to remove bubbles and harden to form a first stamp and a second stamp having a plurality of rectangular convex projection structures; (c) spin-coating and curing the developer material over the first stamp to attach the developer over the rectangular convex projection structure of the first stamp; (d) spin-coating a polymer coating solution on a transparent substrate and curing to form a polymer film layer; (e) stamping the polymer film layer using a first stamp having the developer attached thereto to form a polymer film layer having a rectangular concave-well structure; (f) bringing the second stamp into contact with the plate-like ultraviolet peeling resin to attach the ultraviolet peeling resin to the rectangular convex protrusion structure of the second stamp; (g) stamping the concave well structure of the polymer film layer having the rectangular concave well structure so that the convex protrusion structure of the second stamp having the ultraviolet peeling resin attached thereto is bonded to the bottom of the rectangular concave well structure of the polymer film layer, Attaching a peeling resin; (h) vacuum depositing a metal thin film on the polymer film layer to which the ultraviolet peeling resin is attached; (i) irradiating ultraviolet rays to the ultraviolet peeling resin on the transparent substrate side of the polymer film layer on which the metal thin film is deposited to remove the metal thin film deposited on the ultraviolet peeling resin of the polymer film layer.
상기 고분자 필름층은, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐수지 중 어느 하나 이상의 재료를 사용할 수 있다.As the polymer film layer, any one or more of polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate and polyvinyl chloride resin can be used.
상기 금속 박막은, 금, 은, 알루미늄, 구리 중 어느 하나 이상의 재료를 사용할 수 있다.As the metal thin film, any one or more of gold, silver, aluminum, and copper may be used.
상기 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법은, 상기 (d)단계 이후에, (d-1) 고분자 필름층 위에 고분자 코팅액을 추가로 스핀코팅하고 경화하여 고분자 필름층을 만드는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using the organic material patterning may further include the step (d) of further spin-coating a polymer coating liquid on the polymer film layer (d-1) and curing the polymer coating layer to form a polymer film layer .
상기 복수의 사각형 오목 우물 구조 및 복수의 사각형 볼록 돌기 구조는, 체스판의 모양의 배열을 가지고 형성될 수 있다.The plurality of rectangular concave-well structures and the plurality of rectangular convex-protruding structures may be formed with an arrangement of chessboards.
상기 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법은, 상기 (h)단계 이전에, (f-1) 상기 제2 스탬프와 크기가 동일한 평판형 PDMS 블록으로 구성된 제3 스탬프를 평판형 자외선 박리 수지와 접촉시켜, 제3 스탬프에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계; (g-1) 상기 사각형 오목 우물 구조를 가진 고분자 필름층에 상기 자외선 박리 수지가 부착된 제3 스탬프를 스탬핑하여, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 윗면에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to any one of the preceding claims, wherein before the step (h), a third stamp composed of a planar PDMS block having the same size as the second stamp (f- Attaching an ultraviolet light peeling resin to the third stamp in contact with the resin; (g-1) a step of stamping a third stamp having the ultraviolet peeling resin on the polymer film layer having the rectangular concave-well structure to attach the ultraviolet peeling resin to the upper surface of the rectangular concave-well structure of the polymer film layer; .
본 발명에 따른 마이크로 미러 어레이는 PDMS 스탬프를 이용하여 정밀하면서도 저렴하게 반복 생산할 수 있다.The micromirror array according to the present invention can be repeatedly produced at a precise and inexpensively using a PDMS stamp.
본 발명에 따른 마이크로 미러 어레이는 PDMS 스탬프에 의한 자외선 박리 수지의 부착을 간단히 할 수 있어서 광량의 손실을 줄일 수 있다.The micromirror array according to the present invention can simplify the attachment of the ultraviolet peeling resin by the PDMS stamp, thereby reducing the loss of light quantity.
본 발명에 따르면, 정밀도 높은 플로팅 디스플레이를 저렴하게 제작할 수 있다.According to the present invention, a highly accurate floating display can be manufactured at low cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a perspective view illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic patterning according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the following description. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are being provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprises "and / or" comprising ", as used herein, unless the recited element, step, operation, and / Or additions.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to an embodiment of the present invention.
도 1a의 (a)는 주형 몰드(900)를 나타내는 사시도이다. 주형 몰드는 복수의 사각형 오목 우물 구조(910)를 가진다. 주형 몰드에 스탬프 물질인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)을 넣고 기포를 제거하여 굳히면 PDMS 스탬프를 얻을 수 있다. 동일한 주형에 동일한 방법으로 복수의 동일한 PDMS 스탬프를 얻을 수 있다.1A is a perspective view showing a
도 1a의 (b)는 이렇게 얻은 PDMS 스탬프 중 하나인 제1 스탬프(100)의 사시도이다. 제1 스탬프(100)는 복수의 사각형 볼록 돌기 구조(110)를 가지고 있다.FIG. 1A is a perspective view of the
도 1a의 (c)는 제1 스탬프(100) 위에 디벨로퍼(150)가 부착된 형태를 나타내는 사시도이다. 제1 스탬프 위에 디벨로퍼 액을 묻히고 스핀 코팅한 후 디벨로퍼 액을 경화시키면, 제1 스탬프(100)의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 디벨로퍼(150)가 부착된다.1A is a perspective view showing a form in which a
한편, 도 1a의 (d)와 같이, 투명한 기판(500) 위에 고분자 코팅액을 스핀코팅하고 경화하여 고분자 필름층(600)을 만들 수 있다.Meanwhile, as shown in (d) of FIG. 1, the polymer coating liquid may be spin-coated on the
고분자 필름층의 두께를 늘리기 위하여, 경화된 고분자 필름층(600) 위에 고분자 코팅액을 스핀코팅하고 경화하여 고분자 필름층을 추가로 생성할 수 있다.In order to increase the thickness of the polymer film layer, a polymer film may be spin-coated on the cured
투명한 기판(500)은, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐수지(PVC) 중 어느 하나 이상의 재료를 사용할 수 있다. The
고분자 필름층(600)은, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐수지(PVC) 중 어느 하나 이상의 재료를 사용할 수 있다. The
도 1a의 (e)는 고분자 필름층(600)에 제1 스탬프에 의해서 사각형 오목 우물 구조가 형성된 형태를 나타내는 사시도이다. 고분자 필름층 (600) 위에 디벨로퍼가 부착된 제1 스탬프(100)를 올려놓고 일정 온도와 압력을 인가한 상태에서 물리·화학적인 반응을 시키는 스탬핑을 실시한다. 디벨로퍼(150)는 고분자 필름층(600)과 반응하여 고분자 필름층(600)에 패턴을 형성할 수 있다. 그 결과, 고분자 필름층(600)에 사각형 오목 우물 구조(650)가 형성된다.FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a rectangular concave-well structure is formed by the first stamp on the
또한, 도 1b의 (f)는 제2 스탬프(200)의 사각형 볼록 돌기 구조에 자외선 박리 수지(250)가 부착된 모습을 나타내는 사시도이다. 제2 스탬프(200)는 제1 스탬프(100)와 동일한 주형 몰드(900)를 이용하여 동일한 조건에서 동일한 재료인 PDMS로 만들어진다. 제2 스탬프(200)를 평판에 코팅되어 있는 자외선 박리 수지와 접촉시킨 후 떼어내면, 제2 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 자외선 박리 수지(250)가 부착될 수 있다.1B is a perspective view showing a state in which the
도 1b의 (g)는 고분자 필름층(600)의 사각형 오목 우물 구조의 바닥면에 자외선 박리 수지(250)가 부착되어 있는 모습을 나타내는 사시도이다. 제2 스탬프는 제1 스탬프와 동일한 주형으로 제작되어 크기가 같기 때문에, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조(650)에 제2 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조가 결합될 수 있다. 그 결과 제2 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조에 부착되어 있는 자외선 박리 수지(250)가 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 바닥면으로 부착될 수 있다. (G) of FIG. 1B is a perspective view showing a state in which the
스탬핑으로 자외선 박리 수지를 옮겨서 부착시키기 위해서, 자외선 박리 수지(250)는 평판보다 PDMS와 부착력이 좋아야 하고, PDMS보다 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 바닥면인 투명기판과의 부착력이 양호한 재질을 사용하여야 한다.In order to transfer and adhere the ultraviolet light peeling resin by stamping, the ultraviolet
도 1b의 (h)는 고분자 필름층(600)위에 진공 증착을 이용하여 코팅된 금속 박막(700)을 나타내는 사시도이다. 금속 박막의 재질로는 금, 은, 알루미늄, 구리 등을 단독 또는 함께 사용할 수 있다. 진공 증착이 완료된 후, 투명한 기판 쪽에서 자외선 박리 수지에 자외선을 방사하면, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 바닥면에 부착된 자외선 박리 수지가 그 위에 부착된 금속과 함께 제거된다.(H) of FIG. 1B is a perspective view showing a metal
도 1b의 (i)는 본발명의 일 실시예에 따라 완성된 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이의 구조를 나타내는 사시도이다. 밑면에는 투명한 기판(500)이 있고, 그 위에 고분자 필름층(600)이 있고, 그 위에 진공 증착된 금속 박막(700)이 존재한다. FIG. 1 (i) is a perspective view illustrating a structure of a polymer film-based micro mirror array using organic patterning completed according to an embodiment of the present invention. A
고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 바닥면(570)은 금속 박막이 제거되어 투명한 기판(500)으로 빛이 투과될 수 있다. 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 옆면(780)은 금속 박막으로 코팅되어 빛을 반사할 수 있다. 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 윗면(790)도 옆면과 마찬가지로 금속 박막으로 코팅된 상태이다.The
바닥면 또는 윗면에서 입사된 빛 중에서 고분자 필름층의 사각형 오목 우물을 향해서 입사된 빛의 경우, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 옆면(780)에서 반사되어 입체상으로 촛점을 만들어 낼 수 있다.In the case of light incident from the bottom or upper surface toward the rectangular concave well of the polymer film layer, the light reflected by the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to another embodiment of the present invention.
도 2a의 (a)는 복수의 사각형 오목 우물 구조가 체스판 모양의 배열을 가지고 형성된 주형몰드(901)의 사시도이다. 체스판 모양처럼, 사각형 오목 우물 구조(911)에 인접한 곳(913)에는 우물이 형성되지 않는다.2A is a perspective view of a
도 2a의 (b)는 복수의 사각형 볼록 돌기 구조가 체스판 모양의 배열을 가지고 형성된 제1 스탬프(101)의 사시도이다. 체스판 모양처럼, 사각형 볼록 돌기 구조(111)에 인접한 곳(113)에는 돌기가 형성되지 않는다.FIG. 2A is a perspective view of a
도 2a의 (c) 내지 도 2b의 (g)는 도 1a의 (c) 내지 도 1b의 (g)와 돌기 또는 우물의 구조가 체스판 모양인 것을 제외하고, 동일한 과정으로 실시할 수 있다.(C) to (g) of FIG. 2 (b) can be carried out in the same process, except that the structures of the protrusions or the wells are in the form of a chess plate.
도 2b의 (g-1)은 고분자 필름층의 윗면에 자외선 박리 수지(353)가 부착된 모습을 나타내는 사시도이다.(G-1) of FIG. 2B is a perspective view showing a state in which the
제3 스탬프(미도시)를 PDMS를 이용하여 제2 스탬프와 크기가 동일하고 요철이 없는 평판형으로 제작한다. 제3 스탬프를 평판형 자외선 박리 수지와 접촉시키면, 제3 스탬프의 전면에 자외선 박리 수지가 부착한다.A third stamp (not shown) is formed in a flat plate shape having the same size as the second stamp and having no unevenness by using PDMS. When the third stamp is brought into contact with the plate-like ultraviolet peeling resin, the ultraviolet peeling resin adheres to the entire surface of the third stamp.
자외선 박리 수지가 부착된 제3 스탬프를 사각형 오목 우물 구조를 가진 고분자 필름층에 접촉시켜 스탬핑하면, 고분자 필름층(600)의 사각형 오목 우물 구조의 윗면에 맞닿은 제3 스탬프의 자외선 박리 수지(353)가 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 윗면으로 부착할 수 있다.When the third stamp with the ultraviolet peel-off resin is brought into contact with the polymer film layer having the rectangular concave-well structure and stamped, the ultraviolet peel-off
그 후, 도 2b의 (h)와 같이 금속 박막을 진공 증착할 수 있다. 그리고, 투명한 기판 쪽에서 자외선 박리 수지에 자외선을 방사하면, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 바닥면에 부착된 자외선 박리 수지(251)와 사각형 오목 우물 구조의 윗면에 부착된 자외선 박리 수지(353)가 모두 제거될 수 있다. 이 때, 그 위에 증착된 금속도 함께 제거된다.Thereafter, the metal thin film can be vacuum deposited as shown in (h) of FIG. 2B. When ultraviolet rays are radiated to the ultraviolet peeling resin from the side of the transparent substrate, the
도 2b의 (i)는 본발명의 다른 실시예에 따라 완성된 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이의 구조를 나타내는 사시도이다. 고분자 필름층(600)의 사각형 오목 우물 구조의 바닥면(571) 뿐만 아니라 사각형 오목 우물 구조의 윗면(691)의 금속 박막도 제거된 것을 알 수 있다.FIG. 2 (i) is a perspective view illustrating a structure of a polymer film-based micro mirror array using organic patterning completed according to another embodiment of the present invention. It can be seen that not only the
이렇게 사각형 오목 우물 구조의 윗면의 금속 박막이 제거된 경우, 투명한 고분자 필름층을 사용하는 경우에는, 사각형 오목 우물 구조의 옆면(781)을 통해 반사되어 사각형오목 우물 구조의 바닥면(571)을 통해 투명한 기판으로 입사되는 빛 뿐만 아니라, 상부면(693)으로 입사된 빛도 옆에 있는 사각형 오목 우물 구조의 옆면(783)에 반사되어 투명한 기판으로 입사될 수 있어서, 보다 많은 빛을 전달할 수 있다.In the case where the metal thin film on the upper surface of the rectangular concave well structure is removed in this way, when a transparent polymer film layer is used, it is reflected through the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하여, 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, a process for fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic material patterning will be described below.
제일 먼저, 복수의 사각형 오목 우물 구조를 가지는 주형 몰드를 만든다(S100). First, a mold mold having a plurality of rectangular concave-well structures is formed (S100).
주형 몰드를 이용하여 PDMS를 이용하여, 복수의 사각형 볼록 돌기 구조를 가지는 제1 스탬프(S200) 및 제2 스탬프(S300)를 만든다.A first stamp (S200) and a second stamp (S300) having a plurality of rectangular convex protrusion structures are made using PDMS using a mold mold.
제1 스탬프 위에 디벨로퍼 물질을 스핀코팅하고 경화하여, 제1 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 디벨로퍼를 코팅한다(S250). The developer material is spin-coated on the first stamp and cured to coat the developer on the square convex projection structure of the first stamp (S250).
한편, 투명한 기판 위에 고분자 코팅액을 스핀코팅하고 경화하여 고분자 필름층을 만든다(S400). On the other hand, a polymer coating liquid is spin-coated on a transparent substrate and cured to form a polymer film layer (S400).
디벨로퍼가 코팅된 제1 스탬프를 고분자 필름층에 스탬핑하여, 고분자 필름층에 사각형 오목 우물 구조의 패턴을 만든다(S500).The developer-coated first stamp is stamped on the polymer film layer to form a pattern of a rectangular concave-well structure on the polymer film layer (S500).
패턴은 고분자 종류에 따라, 자연 건조 시키거나, 열 또는 자외선 등으로 경화를 시킨다(S550).The pattern is naturally dried according to the type of polymer, or cured by heat or ultraviolet rays (S550).
제2 스탬프를 평판형 자외선 박리 수지와 접촉시켜, 제2 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 자외선 박리 수지를 부착한다(S350).The second stamp is brought into contact with the plate-like ultraviolet peeling resin, and the ultraviolet peeling resin is attached to the rectangular convex protrusion structure of the second stamp (S350).
자외선 박리 수지가 부착된 제2 스탬프의 볼록 돌기를 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 밑면에 스탬핑하여(S600), 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 밑면에 자외선 박리 수지를 부착한다.The convex projection of the second stamp with the ultraviolet peeling resin is stamped on the bottom face of the rectangular concave well structure of the polymer film layer (S600), and the ultraviolet peeling resin is attached to the bottom face of the rectangular concave well structure of the polymer film layer.
자외선 박리 수지가 부착된 고분자 필름층에 금속 박막을 진공 증착한다(S800).A metal thin film is vacuum-deposited on the polymer film layer having the ultraviolet peeling resin (S800).
금속 박막이 증착된 고분자 필름층의 투명한 기판 쪽에서 자외선 박리 수지에 자외선을 조사하여(S900), 고분자 필름층의 자외선 박리 수지 위에 증착된 금속 박막을 제거할 수 있다(S950).The metal thin film deposited on the ultraviolet light peeling resin of the polymer film layer may be removed by irradiating ultraviolet light to the ultraviolet light peeling resin on the transparent substrate side of the polymer film layer on which the metal thin film is deposited (S900).
이상의 방법에 의하여 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작할 수 있다.A polymer film-based micro mirror array using organic material patterning can be fabricated by the above method.
미러의 두께, 즉 고분자 필름층의 두께를 늘리고자 하는 경우에는, 고분자 필름층 제작공정(S400)을 반복하여 실시할 수 있다.In order to increase the thickness of the mirror, that is, the thickness of the polymer film layer, the production process (S400) of the polymer film layer can be repeated.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of fabricating a polymer film-based micro mirror array using organic patterning according to another embodiment of the present invention.
도 4의 순서도는 도 3의 순서도에 제3스탬프관련 방법들이 추가된 것이다. The flowchart of FIG. 4 is the third stamp-related methods added to the flowchart of FIG.
제3 스탬프는 제2 스탬프와 크기가 동일한 평판형 PDMS 블록으로 제작하고(S700), 제3 스탬프를 평판형 자외선 박리 수지와 접촉시켜, 제3 스탬프에 자외선 박리 수지를 부착할 수 있다(S750).The third stamp is fabricated as a plate-shaped PDMS block having the same size as the second stamp (S700), the third stamp is brought into contact with the plate-like ultraviolet peeling resin, and the ultraviolet peeling resin is attached to the third stamp (S750) .
자외선 박리 수지가 부착된 제3 스탬프를 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 윗면에 스탬핑하여, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 윗면에 자외선 박리 수지를 부착할 수 있다.(S770).The third stamp having the ultraviolet peeling resin is stamped on the upper surface of the rectangular concave-well structure of the polymer film layer to attach the ultraviolet peeling resin to the upper surface of the rectangular concave-well structure of the polymer film layer (S770).
이렇게 하면, 금속 박막이 증착된 고분자 필름층의 투명한 기판 쪽에서 자외선 박리 수지에 자외선을 조사하여(S900), 고분자 필름층의 자외선 박리 수지 위에 증착된 금속 박막을 제거한(S950) 경우, 투명한 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 윗면으로 입사한 빛도 금속 박막층에서 반사가 일어나 투명 기판층으로 통과할 수 있어서 광량을 증가시킬 수 있다. In this case, ultraviolet rays are irradiated to the ultraviolet peeling resin on the transparent substrate side of the polymer film layer on which the metal thin film is deposited (S900), and the metal thin film deposited on the ultraviolet peeling resin of the polymer film layer is removed (S950) The light incident on the upper surface of the rectangular concave well structure of FIG. 4B can also be reflected by the metal thin film layer and can pass through the transparent substrate layer, thereby increasing the light amount.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by all changes or modifications derived from the scope of the appended claims and the appended claims.
100 : 제1 스탬프
200 : 제2 스탬프
500 : 투명한 기판
600 : 고분자 필름층
700 : 금속 박막
900 : 주형 몰드100: First stamp
200: Second stamp
500: transparent substrate
600: polymer film layer
700: metal thin film
900: mold mold
Claims (6)
(b) 상기 주형 몰드에 스탬프 물질인 PDMS를 부어 기포를 제거하고 굳혀서, 복수의 사각형 볼록 돌기 구조를 가지는 제1 스탬프 및 제2 스탬프를 만드는 단계;
(c) 상기 제1 스탬프 위에 디벨로퍼 물질을 스핀코팅하고 경화하여, 제1 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 디벨로퍼를 부착하는 단계;
(d) 투명한 기판 위에 고분자 코팅액을 스핀코팅하고 경화하여 고분자 필름층을 만드는 단계;
(e) 상기 고분자 필름층에 상기 디벨로퍼가 부착된 제1 스탬프를 이용하여 스탬핑하여, 사각형 오목 우물 구조를 가진 고분자 필름층을 만드는 단계;
(f) 상기 제2 스탬프를 평판형 자외선 박리 수지와 접촉시켜, 제2 스탬프의 사각형 볼록 돌기 구조 위에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계;
(g) 상기 사각형 오목 우물 구조를 가진 고분자 필름층의 오목 우물 구조에 상기 자외선 박리 수지가 부착된 제2 스탬프의 볼록 돌기 구조가 결합되도록 스탬핑하여, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 밑면에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계;
(h) 상기 자외선 박리 수지가 부착된 고분자 필름층에 금속 박막을 진공 증착하는 단계;
(i) 상기 금속 박막이 증착된 고분자 필름층의 투명한 기판 쪽에서 상기 자외선 박리 수지에 자외선을 방사하여, 고분자 필름층의 자외선 박리 수지 위에 증착된 금속 박막을 제거하는 단계;를 포함하는 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법.(a) making a mold mold having a plurality of rectangular concave-well structures;
(b) pouring PDMS, which is a stamp material, into the mold mold to remove bubbles and harden to form a first stamp and a second stamp having a plurality of rectangular convex projection structures;
(c) spin-coating and curing the developer material over the first stamp to attach the developer over the rectangular convex projection structure of the first stamp;
(d) spin-coating a polymer coating solution on a transparent substrate and curing to form a polymer film layer;
(e) stamping the polymer film layer using a first stamp having the developer attached thereto to form a polymer film layer having a rectangular concave-well structure;
(f) bringing the second stamp into contact with the plate-like ultraviolet peeling resin to attach the ultraviolet peeling resin to the rectangular convex protrusion structure of the second stamp;
(g) stamping the concave well structure of the polymer film layer having the rectangular concave well structure so that the convex protrusion structure of the second stamp having the ultraviolet peeling resin attached thereto is bonded to the bottom of the rectangular concave well structure of the polymer film layer, Attaching a peeling resin;
(h) vacuum depositing a metal thin film on the polymer film layer to which the ultraviolet peeling resin is attached;
(i) irradiating ultraviolet rays to the ultraviolet peeling resin on the transparent substrate side of the polymer film layer on which the metal thin film is deposited to remove the metal thin film deposited on the ultraviolet peeling resin of the polymer film layer Method for fabricating a polymer film - based micro mirror array.
상기 고분자 필름층은, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐수지 중 어느 하나 이상의 재료를 사용한 것을 특징으로 하는 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법.The method according to claim 1,
Wherein the polymer film layer is formed of a polymer film-based micro mirror using organic material patterning, wherein at least one of polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate and polyvinyl chloride resin is used. Array fabrication method.
상기 금속 박막은, 금, 은, 알루미늄, 구리, 아연, 주석 중 어느 하나 이상의 재료를 사용한 것을 특징으로 하는 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법.The method according to claim 1,
Wherein the metal thin film is formed of at least one material selected from the group consisting of gold, silver, aluminum, copper, zinc, and tin.
상기 (d)단계 이후에,
(d-1) 고분자 필름층 위에 고분자 코팅액을 추가로 스핀코팅하고 경화하여 고분자 필름층을 만드는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법.The method according to claim 1,
After the step (d)
(d-1) further polymerizing a polymer coating solution on the polymer film layer and then curing the polymer film layer to form a polymer film layer.
상기 복수의 사각형 오목 우물 구조 및 복수의 사각형 볼록 돌기 구조는,
체스판의 모양의 배열을 가지고 형성된 것을 특징으로 하는 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법.The method according to claim 1,
The plurality of rectangular concave-well structures and the plurality of rectangular convex-
Wherein the micro-mirror array is formed with a chess plate-like arrangement.
상기 (h)단계 이전에,
(f-1) 상기 제2 스탬프와 크기가 동일한 평판형 PDMS 블록으로 구성된 제3 스탬프를 평판형 자외선 박리 수지와 접촉시켜, 제3 스탬프에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계;
(g-1) 상기 사각형 오목 우물 구조를 가진 고분자 필름층에 상기 자외선 박리 수지가 부착된 제3 스탬프를 스탬핑하여, 고분자 필름층의 사각형 오목 우물 구조의 윗면에 자외선 박리 수지를 부착하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 패터닝을 이용한 고분자 필름 기반 마이크로 미러어레이 제작 방법.6. The method of claim 5,
Prior to step (h)
(f-1) contacting a third stamp made up of a planar PDMS block having the same size as the second stamp with a planar ultraviolet peeling resin, and attaching ultraviolet peeling resin to the third stamp;
(g-1) a step of stamping a third stamp having the ultraviolet peeling resin on the polymer film layer having the rectangular concave-well structure to attach the ultraviolet peeling resin to the upper surface of the rectangular concave-well structure of the polymer film layer; Wherein the polymeric film-based micromirror array is fabricated by using an organic material patterning method.
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