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열처리와 복합구조화를 통한 디스플레이용 기능성 고분자 필름의 내구성 향상 연구
여나은,조원경,김두인,정명영 한국마이크로전자및패키징학회 2018 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.25 No.4
In this study, the effects of the heat treatment and multi-scale hierarchical structures on the durability of the nano-patterned functional PMMA(Poly(methyl-methacrylate)) film was evaluated. The heat treatments that consisted of high-pressure/high-temperature flat pressing and rapid cooling process were employed to improve mechanical property of the PMMA films. Multi-scale hierarchical structures were fabricated by thermal nanoimprint to protect nano-scale structures from the scratch. Examination on surface structures and functionalities such as wetting angle and transmittance revealed that the preopposed heat treatment and multi-scale hierarchical structures are effective to minimize surface damages. 본 연구에서는 디스플레이에 적용되는 기능성 고분자 필름의 나노구조에 의한 기계적 물성 저하 문제를 해결하기 위해 열처리 방법과 멀티스케일 계층구조를 통한 PMMA(Poly(methyl-methacrylate)) 필름의 내구성 향상에 대해 연구하였다. PMMA 필름의 기계적 특성을 향상시키기 위한 열처리 공정은 고온/고압의 자유제적 제어공정과 고온 공정 후급속히 냉각시키는 공정으로 구성되어 있으며, 열 나노임프린트를 이용하여 스크래치로부터 나노구조를 보호하기 위한멀티스케일 계층구조를 형성하였다. 연필경도 시험에 의해 발생한 미세구조의 손상에 대한 평가를 위해 표면 형상 변화와 기능성 변화를 평가하였으며, 이를 통하여 열처리와 멀티스케일 계층구조가 스크래치에 의한 정접촉각 감소와 투과율손실 저감에 효과적임을 확인하였다.
여나은,조원경,김두인,정명영,Yeo, N.E.,Cho, W.K.,Kim, D.I.,Jeong, M.Y. 한국마이크로전자및패키징학회 2017 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.24 No.3
본고에서는 임프린트로 제작된 저반사 필름의 내스크래치 특성 향상을 위해 급속 냉각 방법을 제안하였다. 냉각시간을 변수로 하여 기계적인 특성과 광학적 특성에 대한 영향을 평가하였다. 냉각 시간에 따른 기계적 특성 평가 결과 냉각 시간이 증가할수록 내스크래치 특성이 향상되는 거동을 보였지만, 광학적 특성 평가 결과 냉각 시간이 증가할수록 스크래치 발생 부분의 반사율이 매우 증가하는 경향을 보였다. 이를 통하여 냉각 시간에 따라 잔류 응력 변화가 발생하고 나노 구조 표면 형상에 영향을 주어 내스크래치 특성 및 광학적 특성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. In this study, rapid cooling method was proposed to improve the anti-scratch performance of anti-reflection film fabricated by nanoimprint lithography. Effects of cooling time on the mechanical properties and optical properties were evaluated. Pencil hardness measurements showed that anti-scratch performance enhanced as the cooling time increased while characterization on the optical property showed that reflectance on scratch increased as the cooling time increased. Therefore, it was concluded that the anti-scratch performance and optical properties are highly influenced by the cooling time. The observed results explained in terms of residual stress and free volume in polymeric materials.
반사방지 나노구조의 성형성과 광학적 특성에 대한 이형 온도의 영향
여나은,심영보,조상욱,김두인,김기남,장경수,정명영,Yeo, N.E.,Shim, Y.B.,Cho, S.U.,Kim, D.I.,Kim, K.N.,Jang, K.S.,Jeong, M.Y. 한국마이크로전자및패키징학회 2016 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.23 No.2
본에서는 저반사 나노구조 필름의 열 나노임프린트 공정 최적화를 위해 나노구조의 성형성과 광학적 특성에 대한 이형 온도의 영향을 평가하였다. 이형 온도에 따른 광학적 특성을 평가한 결과 $70^{\circ}C$까지는 이형 온도가 증가함에 따라 투과율과 반사율 특성이 향상되는 거동을 보였으나 그 이후에는 오히려 투과율이 감소하고 반사율이 증가하는 경향을 보였다. 이와 같은 이형온도에 따른 거동은 성형성에도 유사하게 관찰되었으며 자유체적 형성과 고분자 유동에 의한 것으로 보인다. 따라서, 이형 온도에 따라 고분자의 유동과 자유체적의 형성에 의한 패턴의 성형성이 결정되며, 이로 인해 광학적 특성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. In this study, effects of demolding temperature (DT) on the formability and optical properties were evaluated in order to optimize thermal nanoimprint lithography for anti-reflective film. Characterization on optical property showed that optical performance was gradually enhanced as the DT increased up to $70^{\circ}C$ while the transmittance and the reflectance was degraded as the DT increased further to $100^{\circ}C$. In addition, similar behavior was observed from formability analysis. It was contributed to the formation of free volume and viscose flow. Therefore, it was concluded that the formability and optical property are highly influenced by the formation of free volume and viscous flow of polymer depending on the DT.