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문제 정의
- 본 연구에서는 UV경화성 수지를 이용하여 순수한 물을 현상액으로 사용하여 미세패턴 을 형성시키는 것을 연구목적으로 하였다.
제안 방법
- UV경화 필름의 열소성 측정은 TGA로 열중량 분석을 하였다. 이때 사용한 장치는 Perkin-Elmer(USA), TGA 7을 사용하여 질소를 주입한 상태에서 승온 온도는 10t/min 으로 상온에서 7001까지 측정하였다.
- 이것은 가교제 역할을 하는 DPHA의 함량이 많아질수록 가교밀도가 점점 조밀하게 형성되어 고내열성 수지로 변했기 때문이다, 따라서 DPHA첨가 량이 10, 15wt%일 경우에는 형광체와 같은 발광물질의 발광효율을 감소시키는 역할을 하 기 때문에 적합하지 않옴을 알 수 있다. 그러므로 이후의 연구는 DPHA가 5wt%첨가된 혼합계에 대해서만 미 세패턴 형성 을 검토하였다.
- 그리고 인쇄한 후에 40V에서 5분간 preheat하여 표면을 dry상태로 만들어서 UV조사를 하였다. 또한 coupling제를 첨가 하여 절연층에 접착성 증가시켰다. 이러한 방법으로 얻어진 미세패턴의 형상을 Fig.
- 먼저 절연층이 부착된 글래스기판에 UV경화성 수지의 접착성을 개선하기 위해서 언쇄 하기 전에 150℃에서 1시간동안 열처리를 하여 사용하였다. 그리고 인쇄한 후에 40V에서 5분간 preheat하여 표면을 dry상태로 만들어서 UV조사를 하였다.
- 먼저 표면에 절연층이 인쇄된 글래스위에 형광체가 혼합돤 paste(TabIe 1에서 Nol No2f No3)를 스크린 인쇄 방법으로 전면 인쇄한 후에 여기에 마스크(크롬 마스크)를 올려 놓고 UV노광을 주어 경화된 부분과 미경화된 부분을 구분하였다.
- 수용성 Acrylate prepolymer와 형광채를 혼합하여 항온조가 부착된 Dispermat(독일 BYK사)을 사용해 15°C에서 10분간 2, 000rpm으로 교반하고, 6관능 모노머인 DPHA에 광 개시제인 1-907과 ITX를 혼합하여 40C에서 15분간 교반하여 광개시제를 완전히 용해시 킨 후 이것과 커플링제를 수용성 Acrylate prepolymer와 형광체가 혼합된 것에 첨가해 60분간 2, 000rpm으로 교반하여 paste를 제조하였다.
- 표면에 절연층이 인쇄된 글래스 위에 이 완성된 paste를 스크린 인쇄 방법으로 전면 인쇄 한 후 여기에 마스크(m롬 마스크)를 올려놓고 UV 노광을 주어 경화된 부분과 미경화된 부 분을 구분하였다. 이런 방법으로 얻어진 피막을 스프레이 방식을 이용하여 물로 현상한 후 패턴을 형성 시켰다.
- 전체적으로 피인쇄체에 대한 부착력이 약하였으며, 노출부족일 경우에는 패턴이 형성되 지 않았고, 노출과다일 경우에는 부착력이 약하여 패턴이 남아있지 않게 되었다. 패턴형성 속도를 변화시키기 위해서 가교제 역할을 하는 DPHA의 첨가량을 변화시켜 패턴을 형성 시켜 실험을 하였따.
- 표면에 절연층이 인쇄된 글래스 위에 이 완성된 paste를 스크린 인쇄 방법으로 전면 인쇄 한 후 여기에 마스크(m롬 마스크)를 올려놓고 UV 노광을 주어 경화된 부분과 미경화된 부 분을 구분하였다. 이런 방법으로 얻어진 피막을 스프레이 방식을 이용하여 물로 현상한 후 패턴을 형성 시켰다.
- 현상 완료된 미세 표면은 Olympus BX60(Japan) 광학 현미경으로 관찰하였다. 두께 측 정은 Dephgage kyl20(Japan)를 사용하였다.
대상 데이터
- 피막의 물성을 좌우하는 올리고머는 수용성 acrylate prepolymer를 사용하였다. 그리고 가교제로는 6관능 모노머인 DPHA(dipentaerythritol hexaacylrate) 를 사용하였다. 이 DPHA는 점도가 55~80poise(25°C), 색상은 담황색 앞체이고, 피부자극성(PII)은 0.
- 미세패턴 제작에 사용한 UV경화 장치는 20W/cm 저압 수은등((주)한성 감광성수지)을 사용하였다.
- 피막의 물성을 좌우하는 올리고머는 수용성 acrylate prepolymer를 사용하였다. 그리고 가교제로는 6관능 모노머인 DPHA(dipentaerythritol hexaacylrate) 를 사용하였다.
성능/효과
- 1) 수용성 prepolymer와 6관능 모노머를 이용하여 미세패턴 50um까지를 순수한 물로 현 상 가능하였기 때문에 환경 친화적 방법으로 미세패턴 형성이 가능함을 알 수 있었 다.
- 2) 가교제 역할을 하는 6관능 모노머의 첨가량이 증가할수록 소성온도는 증가함을 알 수 있었다. 이것은 6관능 모노마의 첨가량이 많을수록 조밀한 망목구조가 형성되기 때문 이다.
- 3) 접착성을 개선하는 방법으로서 표면이 절연층으로 인쇄된 글래스를 Paste인쇄전 15 0°C에서 1시간동안 열처리하고, 인쇄 후 preheat을 실시하며 coupling제를 첨가함으로 써 미세패턴의 접착성 향상에 기여함을 확인하였다.
- 미세패턴이 150um, 100um, 50um까지 깨끗하게 잘 재현되었으며, 접착성 또한 상기의 처 리를 하기 이전에 비해서 우수함을 알 수 있었다.
- 전체적으로 피인쇄체에 대한 부착력이 약하였으며, 노출부족일 경우에는 패턴이 형성되 지 않았고, 노출과다일 경우에는 부착력이 약하여 패턴이 남아있지 않게 되었다. 패턴형성 속도를 변화시키기 위해서 가교제 역할을 하는 DPHA의 첨가량을 변화시켜 패턴을 형성 시켜 실험을 하였따.
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