KR100678537B1

KR100678537B1 - Micro pattern formation method using thin film transition technique

Info

Publication number: KR100678537B1
Application number: KR1020060001980A
Authority: KR
Inventors: 이홍희; 최준호; 박세영; 서동철; 최세진
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단; 주식회사 미뉴타텍
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2007-02-02
Anticipated expiration: 2026-01-06

Abstract

본 발명은 리지플렉스 몰드를 이용하여 별도의 표면 처리나 고온/고압을 가하지 않으면서도 저온/저압에서 저분자 유기물 박막을 기판에 전이시킬 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 무기물 경질 몰드(hard mold)를 이용하는 종래의 고분자 접착법, 역각인 리소그래피, 냉간 압접법 등과 탄성체 몰드를 이용하는 종래의 미세 접촉 인쇄법, 나노 전이 인쇄법 등과는 달리, 경질 몰드와 탄성체 몰드의 중간적인 경도, 즉 Young's modulus 값이 PDMS와 같은 탄성체 고분자 몰드의 Young's modulus인 10MPa 보다 크고 실리콘웨이퍼와 같은 경질 몰드의 Young's modulus인 100GPa 보다 작으면서 대략 그 중간 정도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus를 갖는 리지플렉스 몰드를 사용함으로써 공정 압력을 낮추고, 필름 형태의 몰드를 형성할 수 있으며, 대면적 응용이 용이하고 재사용성이 높으며, 몰드의 복제가 간단할 뿐만 아니라 별도의 표면 처리를 필요로 하지 않으면서도 금속 또는 무기물 및 유기물 박막을 전이하여 미세 패턴을 형성할 수 있는 것이다.According to the present invention, a low molecular weight organic material thin film can be transferred to a substrate at low temperature / low pressure without using a surface treatment or a high temperature / high pressure by using a rigflex mold. To this end, the present invention provides an inorganic hard mold. Unlike the conventional polymer bonding method using a), the reverse angle lithography, the cold welding method, and the conventional microcontact printing method using the elastomer mold, and the nanotransfer printing method, the intermediate hardness of the hard mold and the elastomer mold, that is, Young's modulus value The process pressure is reduced by using a Rigid-Flex mold that has a modulus between 20 MPa and 400 MPa, which is about 10 MPa larger than Young's modulus of an elastomeric polymer mold such as PDMS and less than 100 GPa, Young's modulus of a hard mold such as silicon wafer. Lower, film-form molds can be formed, and large area applications are easy It is highly reusable, and the mold can be easily duplicated, and the metal or inorganic and organic thin films can be transferred to form a fine pattern without requiring a separate surface treatment.

Description

TECHNICAL FORM METHOD FORMING METHOD FOR THIN-LAYER TECHNICAL FIELD

도 1a 내지 1c는 종래 방법에 따라 섀도우 마스크를 이용하여 수동 구동형의 유기 발광 소자를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,1A to 1C are process flowcharts illustrating a main process of fabricating a passive driving organic light emitting device using a shadow mask according to a conventional method;

도 2a 내지 2d는 종래 방법에 따라 섀도우 마스크를 이용하여 유기물 트랜지스터를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,2a to 2d is a process flowchart showing the main process of fabricating an organic transistor using a shadow mask according to the conventional method,

도 3a 내지 3d는 자외선 경화형 고분자를 이용하여 본 발명에 따른 패터닝에 필요한 리지플렉스 몰드의 일종인 PUA 몰드를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,3a to 3d is a process flow chart showing the main process of manufacturing a PUA mold, which is a kind of ridgeflex mold required for patterning according to the present invention using an ultraviolet curable polymer,

도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,4A through 4C are process flowcharts illustrating a main process of forming a fine pattern on a substrate through a thin film transfer technique using a ridgeplex mold according to an embodiment of the present invention;

도 5a는 선폭이 8㎛인 패턴을 가지는 리지플렉스 몰드에 NPB 단일층을 증착한 후 이를 기판에 전이한 결과의 광학 현미경 사진,5A is an optical micrograph of a result of depositing an NPB single layer on a Rigid-Flex mold having a pattern having a line width of 8 μm and then transferring it to a substrate;

도 5b는 선폭이 600㎚인 패턴을 가지는 리지플렉스 몰드에 Alq₃ 단일층을 증착한 후 이를 기판에 전이한 결과의 전자 현미경 사진,5b is an electron micrograph of the result of depositing a single layer of Alq ₃ on a Rigidplex mold having a pattern having a line width of 600 nm and then transferring it to a substrate;

도 5c는 60×20㎛² 크기의 박스 패턴을 가지는 리지플렉스 몰드에 Alq₃/NPB 이중층을 증착한 후 이를 기판에 전이한 결과의 광학 현미경 사진,5c is an optical micrograph of a result of depositing an Alq ₃ / NPB bilayer on a Rigid-Flex mold having a box pattern of 60 × 20 μm ² and then transferring it onto a substrate;

도 6a는 표면 처리를 하지 않은 리지플렉스 몰드에 유기물 반도체인 펜타센을 증착하고, 절연막이 코팅된 기판에 접촉하여 소정의 압력과 온도 조건에서 가압한 후 몰드를 기판으로부터 제거하였을 때 기판에 전이된 펜타센 패턴의 전자 현미경 사진,FIG. 6A illustrates a process of depositing pentacene, an organic semiconductor, on a Rigiplex mold without surface treatment, contacting a substrate coated with an insulating film, and applying pressure under a predetermined pressure and temperature conditions to transfer the mold to the substrate when the mold is removed from the substrate. Electron micrograph of pentacene pattern,

도 6b는 표면 처리를 하지 않은 리지플렉스 몰드에 펜타센을 증착하고, 절연막이 코팅된 기판에 접촉하여 소정의 압력과 온도 조건에서 가압한 후 몰드를 기판으로부터 제거하였을 때 기판에 전이된 다양한 형태의 펜타센 패턴의 전자 현미경 사진,FIG. 6B illustrates various forms of pentacene deposited on a surface-treated Rigid-Flex mold, and transferred to a substrate when the mold is removed from the substrate after contact with a substrate coated with an insulating film and pressurized under a predetermined pressure and temperature conditions. Electron micrograph of pentacene pattern,

도 7a는, 본 발명과의 비교를 위해, 경질 몰드인 실리콘웨이퍼를 이용하여 소정의 온도와 압력 조건에서 몰드를 가압하여 패터닝한 결과(펜타센 패턴)의 전자 현미경 사진,FIG. 7A is an electron micrograph of a result (pentacene pattern) obtained by pressing and patterning a mold under predetermined temperature and pressure conditions using a silicon wafer as a hard mold for comparison with the present invention;

도 7b는 고분자 기판과 몰드의 접촉을 더 향상시키기 위하여, 도 7a의 실험과 동일한 조건에서 압력만 높여 패터닝한 결과의 전자 현미경 사진,FIG. 7B is an electron micrograph of a result obtained by only increasing pressure under the same conditions as those of the experiment of FIG. 7A to further improve contact between the polymer substrate and the mold. FIG.

도 8a는 고분자가 매우 얇게 코팅된 기판 위에 리지플렉스 몰드를 이용하여 금속막을 전이한 실험 결과의 전자 현미경 사진,8A is an electron micrograph of an experimental result of transferring a metal film using a Rigid-Flex mold on a very thin polymer-coated substrate;

도 8b는 아무런 표면 처리도 되어 있지 않은 실리콘 기판 위에 리지플렉스 몰드를 이용하는 패턴 전이법을 통해 금속 패턴을 전이한 실험 결과의 전자 현미경 사진,8B is an electron micrograph of an experimental result of transferring a metal pattern through a pattern transfer method using a ridgeflex mold on a silicon substrate having no surface treatment;

도 9a 내지 9c는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 단색 유기 발광 소자를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,9A to 9C are flowcharts illustrating a main process of fabricating a monochromatic organic light emitting device through a thin film transition technique using a ridgeflex mold according to another embodiment of the present invention;

도 10a는 리지플렉스 몰드를 이용하여 글라스 기판 상에 유기물과 금속 다중층을 전이한 실험 결과의 전자 현미경 사진,10A is an electron micrograph of the results of experiments in which an organic material and a metal multilayer are transferred onto a glass substrate using a ridgeplex mold.

도 10b는 리지플렉스 몰드를 이용하여 글라스 기판에 FEP/Al/Alq₃/NPB의 다중층을 증착한 후 소정의 온도 및 압력 조건에서 글라스 기판에 가압 접촉한 실험 결과의 전자 현미경 사진,10B is an electron micrograph of the results of experiments in which a multilayer of FEP / Al / Alq ₃ / NPB was deposited on a glass substrate using a Rigid-Flex mold, followed by pressure contact with the glass substrate at predetermined temperature and pressure conditions;

도 11은 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 금속/유기물의 이중 박막을 패터닝한 실험 결과의 전자 현미경 사진,FIG. 11 is an electron micrograph of an experimental result of patterning a double thin film of a metal / organic material through a thin film transition technique using a ridgeflex mold;

도 12는 금속막과 고분자막으로 된 이중막을 평판 프레스를 이용하여 기판에 전이한 실험 결과의 전자 현미경 사진,12 is an electron micrograph of the results of experiments in which a double film composed of a metal film and a polymer film was transferred to a substrate using a flat plate press,

도 13a 및 13b는 FEP/Al/Alq₃/NPB로 된 다중층을 리지플렉스 몰드에 증착하고, 이 다중층을 인듐-주석 산화물 기판 위에 전이하여 녹색 발광 소자를 제작한 실험 결과의 전자 현미경 사진,13A and 13B are electron micrographs of experimental results of fabricating a green light emitting device by depositing a multilayer of FEP / Al / Alq ₃ / NPB on a Rigid-Flex mold and transferring the multilayer onto an indium-tin oxide substrate;

도 14a 내지 14f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 풀칼라 유기 발광 소자를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,14A to 14F are flowcharts illustrating a main process of fabricating a full-color organic light emitting diode through a thin film transition technique using a ridgeflex mold according to another embodiment of the present invention;

도 15는 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 풀칼라 유기 발광 소자를 제작한 실험 결과의 전자 현미경 사진,15 is an electron micrograph of an experimental result of fabricating a full-color organic light emitting device by using a thin film transition technique using a ridgeflex mold;

도 16a 내지 16e는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 역스태거드 구조의 유기박막 트랜지스터를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,16A to 16E are flowcharts illustrating a main process of fabricating an organic thin film transistor having an inverse staggered structure through a thin film transition technique using a ridgeplex mold according to another embodiment of the present invention;

도 17a 내지 17d는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 스태거드 구조의 유기박막 트랜지스터를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도,17A to 17D are flowcharts illustrating a main process of fabricating an organic thin film transistor having a staggered structure through a thin film transition technique using a ridgeplex mold according to another embodiment of the present invention;

도 18은 유기물 반도체로 펜타센을 사용하여 증착 방법을 통해 제작한 유기박막 트랜지스터의 전기적 특성을 나타낸 그래프,18 is a graph showing the electrical characteristics of an organic thin film transistor manufactured by a deposition method using pentacene as an organic semiconductor,

도 19는 유기물 반도체로 펜타센을 사용하여 본 발명에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 제작한 유기박막 트랜지스터의 전기적 특성을 나타낸 그래프.19 is a graph showing the electrical characteristics of an organic thin film transistor fabricated by a thin film transition technique using a ridgeplex mold according to the present invention using pentacene as an organic semiconductor.

본 발명은 기판(예를 들면, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등) 상에 미세 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리지플렉스 몰드(rigiflex mold)를 이용하여 기판 상에 금속 또는 무기물 및 유기물 박막의 패턴을 형성하는데 적합한 박막 전이 기법을 이용한 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이 다.The present invention relates to a method for forming a fine pattern on a substrate (for example, a silicon substrate, a ceramic substrate, a metal layer, a polymer layer, etc.), and more particularly, on a substrate using a rigflex mold. The present invention relates to a method for forming a fine pattern using a thin film transition technique suitable for forming patterns of metal or inorganic and organic thin films.

잘 알려진 바와 같이, 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 대표적인 기법으로는 빛을 이용하여 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 포토리소그라피(photolithography) 방법이 있다.As is well known, a representative technique of forming a fine pattern on a substrate is a photolithography method of forming a fine pattern on a substrate using light.

상기한 포토리소그라피 방법은 빛에 대한 반응성을 갖는 고분자 물질(예를 들면, 포토레지스트 등)을 패터닝하고자 하는 물질이 적층(또는 증착)된 기판 상에 도포하고, 목표로 하는 임의의 패턴으로 설계된 레티클을 통해 고분자 물질 상에 빛을 투과시켜 노광하며, 유기 용매로 된 현상액(developer)과 박리액(stripper)을 이용하여 노광된 고분자 물질을 제거함으로써, 패터닝하고자 하는 물질 위에 목표로 하는 패턴을 갖는 패턴 마스크(또는 식각 마스크)를 형성한다. 이후에, 패턴 마스크를 이용하는 식각 공정을 수행함으로써, 기판 상에 적층된 물질을 원하는 패턴으로 패터닝한다.The photolithography method is applied to a substrate on which a material to be patterned is laminated (or deposited) on a polymer material having a responsiveness to light (for example, a photoresist, etc.), and a reticle designed in an arbitrary pattern of interest. The light is transmitted through the polymer material through the light, and the exposed polymer material is removed using a developer and stripper made of an organic solvent, thereby having a target pattern on the material to be patterned. A mask (or etching mask) is formed. Thereafter, by performing an etching process using a pattern mask, the material laminated on the substrate is patterned into a desired pattern.

한편, 상기한 바와 같은 포토리소그라피 방법은 회로 선폭(또는 패턴 선폭)이 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 의해 결정된다. 따라서, 현재의 기술수준을 고려할 때 포토리소그라피 공정을 이용하여 기판 상에 초미세 패턴, 예를 들면 선폭이 100㎚ 이하인 초미세 패턴을 형성하는 것이 매우 어려운 실정이며, 또한 고가의 노광 장비로 인해 경제성이 떨어지는 문제가 있다.On the other hand, in the photolithography method as described above, the circuit line width (or pattern line width) is determined by the wavelength of light used in the exposure process. Therefore, in consideration of the current state of the art, it is very difficult to form an ultrafine pattern, for example, an ultrafine pattern having a line width of 100 nm or less, on a substrate using a photolithography process, and it is economical due to expensive exposure equipment. There is a problem with this falling.

특히, 기존의 포토리소그라피 공정은 유기 용매에 치명적인 약점을 갖는 유기전자 소자(유기 발광 소자, 유기박막 트랜지스터 등)에 적용하는데 한계를 가질 수밖에 없었다. 즉, 유기 발광 소자 또는 유기박막 트랜지스터에 사용되는 유기 저 분자 유기물들은 유기 용매에 쉽게 용해 또는 오염되거나 표면의 거칠기가 나빠지는 등의 문제가 발생하기 때문에 유기전자 소자를 제조하는데 있어서 유기 용매를 사용하는 것은 매우 제한적으로 적용되고 있는 실정이다. 그러므로, 포토레지스트를 이용한 노광 공정을 유기물 소자에 적용하는 것에는 한계가 있으며, 경제성 또한 타당하지 않기 때문에 이를 극복할 수 있는 새로운 패터닝 기법이 요구되고 있다.In particular, the conventional photolithography process has a limitation in applying to organic electronic devices (organic light emitting devices, organic thin film transistors, etc.) having a fatal weakness in the organic solvent. That is, the organic low molecular organic materials used in the organic light emitting device or the organic thin film transistor are easily dissolved or contaminated in the organic solvent, or the surface roughness is bad, so that the organic solvent is used to manufacture the organic electronic device. This is a very limited situation. Therefore, there is a limit in applying an exposure process using a photoresist to an organic device, and economical economics are not justified. Therefore, a new patterning technique for overcoming this is required.

일반적으로, 노광 공정을 이용할 수 없는 유기전자 소자들을 제작하는데 있어서, 유기물이나 금속 전극을 패터닝하는데 주로 섀도우 마스크 방법, 즉 섀도우 마스크를 이용하여 원하지 않는 부분에 유기물이나 금속 전극이 형성되지 않도록 하는 방법이다.In general, in manufacturing organic electronic devices that cannot use an exposure process, a shadow mask method is mainly used for patterning an organic material or a metal electrode, that is, a method in which an organic material or a metal electrode is not formed in an unwanted portion by using a shadow mask. .

도 1a 내지 1c는 종래 방법에 따라 섀도우 마스크를 이용하여 수동 구동형의 유기 발광 소자를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.1A to 1C are flowcharts illustrating a main process of fabricating a passive driving organic light emitting device using a shadow mask according to a conventional method.

도 1a를 참조하면, 양전극(ITO 전극)(104)과 절연막(106)을 사이에 두고 음극 분리용의 격벽(108)이 형성된 기판(102) 상에 임의의 패턴, 즉 레드 영역만을 오픈시키는 패턴을 갖는 섀도우 마스크(110)를 정렬시킨 후 증착 공정을 실시하여 목표 위치에 레드 발광 구조(112a)를 형성한다. 여기에서, 격벽(108)은 전통적인 방식인 노광 공정 등을 통해 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1A, an arbitrary pattern, that is, a pattern of opening only a red region, is formed on a substrate 102 having a cathode 108 (ITO electrode) 104 and an insulating film 106 interposed therebetween. After aligning the shadow mask 110 having a deposition process is performed to form a red light emitting structure (112a) in the target position. Here, the partition 108 may be formed through a conventional exposure process or the like.

이후, 그린 영역과 블루 영역만을 선택 오픈시키는 섀도우 마스크를 차례로 정렬하면서 증착 공정을 순차 실시함으로써, 일 예로서 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 그린 영역과 블루 영역에 그린 발광 구조(112b)와 블루 발광 구조 (112c)를 형성한다.Subsequently, the deposition process is sequentially performed while sequentially arranging a shadow mask that selects and opens only the green region and the blue region. As an example, as shown in FIGS. 1B and 1C, the green light emitting structure 112b is disposed in the green region and the blue region. And a blue light emitting structure 112c.

아울러, 능동 구동형의 유기 발광 소자 또한, 수동 구동형의 유기 발광 소자에서와 마찬가지로, 선택적인 오픈 패턴을 갖는 섀도우 마스크를 이용하여 발광소자 구조를 증착하는 방법을 통해 제작할 수 있다.In addition, the active light-emitting organic light emitting device may also be manufactured by a method of depositing a light emitting device structure using a shadow mask having a selective open pattern, as in the passive light-emitting organic light emitting device.

도 2a 내지 2d는 종래 방법에 따라 섀도우 마스크를 이용하여 유기물 트랜지스터를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.2A to 2D are process flowcharts illustrating a main process of fabricating an organic transistor using a shadow mask according to a conventional method.

도 2a를 참조하면, 증착 공정 등을 실시하여 기판(202) 상에 금속 물질을 형성한 후, 선택적인 식각 공정 등을 실시함으로써, 기판(202) 상에 임의의 패턴을 갖는 게이트 전극(204)을 형성한다. 이후, 절연 물질 증착 공정 등을 실시함으로써, 일 예로서 도 2b에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(204)이 형성된 기판(202)의 전면에 게이트 전극(204)을 매립하는 형태의 절연막(206)을 평탄하게 형성한다.Referring to FIG. 2A, a metal material is formed on the substrate 202 by performing a deposition process and the like, and then performing a selective etching process or the like to thereby form a gate electrode 204 having an arbitrary pattern on the substrate 202. To form. Thereafter, an insulating material deposition process or the like is performed, and as an example, as illustrated in FIG. 2B, the insulating film 206 having the gate electrode 204 embedded in the entire surface of the substrate 202 on which the gate electrode 204 is formed is formed. To form a flat.

다음에, 선택적인 오픈 패턴을 갖는 섀도우 마스크(208)를 목표 위치에 정렬시킨 후, 진공증착법 등의 공정을 실시함으로써, 일 예로서 도 2c에 도시된 바와 같이, 절연막(206) 상에 목표로 하는 패턴으로 된 유기물 반도체 박막(210)을 형성한다.Next, after aligning the shadow mask 208 having the optional open pattern to the target position, and performing a process such as vacuum deposition, as an example, as shown in Figure 2c, the target on the insulating film 206 An organic semiconductor thin film 210 having a pattern is formed.

마지막으로, 소오스/드레인 영역만을 선택적으로 오픈시키는 패턴을 갖는 섀도우 마스크(도시 생략)를 기판(202) 전면의 목표 위치에 정렬시킨 후 선택적인 증착 공정을 실시함으로써, 일 예로서 도 2d에 도시된 바와 같이, 기판(202) 상의 목표 위치에 소오스/드레인 전극(212)을 형성한다.Finally, a shadow mask (not shown) having a pattern for selectively opening only the source / drain regions is aligned with a target position on the front of the substrate 202 and then subjected to a selective deposition process, as an example shown in FIG. 2D. As shown, source / drain electrodes 212 are formed at target locations on the substrate 202.

그러나, 상술한 바와 같이 섀도우 마스크를 이용하여 기판 상에 목표로 하는 미세 패턴을 형성하는 종래 방법은 패턴의 사이즈가 작아질수록 마스크의 제작이 어렵다는 문제가 있고, 또한 섀도우 효과(shadow effect)에 의해 패턴에 대한 오차의 비율이 점점 커지게 되는 오차를 극복하기 위해 여백을 늘리다 보면 개구율(aperture ratio)이 줄어드는 등의 단점이 있다.However, the conventional method of forming a target fine pattern on a substrate using a shadow mask as described above has a problem that the manufacturing of the mask is difficult as the size of the pattern is smaller, and also due to the shadow effect Increasing the margin in order to overcome the error that the ratio of the error to the pattern becomes larger, there is a disadvantage that the aperture ratio (aperture ratio) is reduced.

더욱이, 섀도우 마스크를 이용하는 종래 방법은 디스플레이 소자의 크기가 커질수록 섀도우 마스크와 기판과의 거리를 전체적으로 일정하게 유지하기가 어렵다는 문제가 있으며, 이의 해결을 위해 섀도우 마스크를 상대적으로 두껍게 하면 픽셀의 해상도가 낮아지게 되는 근본적인 문제를 갖는다. 따라서, 디스플레이 소자가 대형화, 미세화되어 가면 갈수록 기존의 섀도우 마스크 방법은 그 비용이 급격하게 상승하게 될 것이다. 이러한 섀도우 마스크 방법의 한계는 유기박막 트랜지스터 등의 다른 유기전자 소자에서도 마찬가지로 나타날 수 있음은 물론이다.Moreover, the conventional method using the shadow mask has a problem that it is difficult to keep the distance between the shadow mask and the substrate as a whole as the size of the display device increases, and to solve this problem, when the shadow mask is relatively thick, the resolution of the pixel is increased. There is a fundamental problem of being lowered. Therefore, as the display device becomes larger and smaller, the cost of the conventional shadow mask method will increase rapidly. The limitation of the shadow mask method may also appear in other organic electronic devices such as organic thin film transistors.

근래 들어, 유기물 또는 금속 전극을 패터닝하기 위해 유기 용매나 섀도우 마스크를 사용하지 않는 다양한 형태의 새로운 패터닝 기법들이 제시되고 있으며, 이러한 새로운 패터닝 기법으로는, 예를 들면 탄성체 고분자 몰드인 PDMS(polydimethysiloxane) 몰드를 이용한 미세 접촉 인쇄법, 나노 전이 인쇄법, 고분자 접착법, 역각인 리소그라피, 냉간 압접법, 음극 전이법, 저압 냉간 압접법 등이 있다.Recently, various types of new patterning techniques have been proposed that do not use organic solvents or shadow masks to pattern organic or metal electrodes. Such new patterning techniques include, for example, polydimethysiloxane (PDMS) molds, which are elastomeric polymer molds. Micro-contact printing method, nano-transfer printing method, polymer bonding method, inverted lithography, cold press method, cathode transfer method, low pressure cold press method and the like.

상술한 새로운 패터닝 기법들 중 미세 접촉 인쇄법[J. Am. Chem. Soc. 117, 3274(1995)]은 연성의 PDMS 몰드를 스탬프로 사용하여 자기조립박막(self-assembled monolayer, SAM)을 기판 상에 전이시킴으로써, 원하는 형상의 패턴을 형 성하는 기술로서, 이 기술은 PDMS 몰드에 별도의 압력을 가하지 않아도 자발적인 균일 접촉을 이루면서 패턴을 전사할 수 있다는 장점을 갖는다.Among the new patterning techniques described above, the microcontact printing method [J. Am. Chem. Soc. 117, 3274 (1995) describe a technique for forming a pattern of a desired shape by transferring a self-assembled monolayer (SAM) onto a substrate using a flexible PDMS mold as a stamp. There is an advantage that the pattern can be transferred while making spontaneous uniform contact without applying a separate pressure to the mold.

그러나, 기존의 미세 접촉 인쇄법은 패턴을 형성하고자 하는 박막을 직접 패터닝하는 것이 아니라 자기조립박막을 기판에 전이시켜 표면을 개질한 후 패터닝을 하고자 하는 유기물을 코팅 또는 증착한 후 표면의 특성을 이용하여 유기물을 박리(dewetting)시켜 패터닝하는 것으로 다단계 공정으로 이루어지기 때문에 패턴의 형상이 깨끗하지 못하다는 단점을 갖는다.However, the conventional micro-contact printing method does not directly pattern a thin film to form a pattern, but transfers a self-assembled thin film to a substrate to modify the surface, and then uses a surface characteristic after coating or depositing an organic material to be patterned. By dewetting and patterning the organic material, the pattern has a disadvantage in that the shape of the pattern is not clean.

상술한 새로운 패터닝 기법들 중 나노 전이 인쇄법[Appl. Phys. Lett. 81, 562(2002)]은 구현된 패턴 형상 위에 증착된 고체 박막을 프린트하기 위해 PDMS 몰드를 사용하는 것으로, 화학적 표면 처리를 통해 스탬프의 부착을 방지하고 기능기가 있는 기판에 전이시키는 기술로서, 이 기술은 나노미터 수준의 패턴(∼ 130㎚)을 한 번의 공정으로 대면적 패터닝하는 것이 가능하다는 장점을 갖는다.Among the new patterning techniques described above, nanotransfer printing [Appl. Phys. Lett. 81, 562 (2002)] uses a PDMS mold to print a solid thin film deposited on an implemented pattern shape, which is a technique for preventing the adhesion of a stamp through chemical surface treatment and transferring it to a functional substrate. The technique has the advantage that it is possible to pattern large areas of nanometer-level patterns (~ 130 nm) in one process.

그러나, 기존의 나노 전이 인쇄법은 몰드가 기계적 강도가 낮은 탄성체이고, 화학적인 패턴 형성의 특성상 발생하는 전이 물질의 확산 및 패턴 전이 과정에서 발생하는 불균일성으로 인해 구현 패턴의 해상도가 제약을 받게되는 문제가 있다. 또한, 이러한 기법은 유기 용매에 의해 팽윤(swelling)되어 변형이 발생하므로 패터닝에 사용할 물질 선정에 상당한 제약을 받을 수밖에 없으며, 기능기를 가진 기판에만 선택적으로 적용할 수밖에 없는 단점을 갖는다.However, the conventional nano-transfer printing method has a problem that the mold is an elastomer having low mechanical strength, and the resolution of the implementation pattern is limited due to the diffusion of the transition material and the nonuniformity generated during the pattern transfer process due to the characteristics of chemical pattern formation. There is. In addition, this technique is swelled (swelled) by the organic solvent, so that deformation is bound to considerably limited to the selection of the material to be used for patterning, and has the disadvantage that can be selectively applied only to the substrate having a functional group.

상술한 새로운 패터닝 기법들 중 고분자 접착법[Appl. Phys. Lett. 79, 2246(2001)]은 각인 리소그라피(nanoimprint lithography)와는 달리 패턴을 가진 단단한 재질의 몰드와 평평한 기판 위에 모두 고분자 층이 존재하여, 고분자끼리의 접착을 패터닝에 이용하는 기술이다.Among the new patterning techniques described above, the polymer adhesion method [Appl. Phys. Lett. 79, 2246 (2001)], unlike imprint lithography, is a technique in which a polymer layer is present on both a solid mold with a pattern and a flat substrate, and thus adhesion between polymers is used for patterning.

그러나, 이러한 기술은 각인 리소그라피 보다 공정 온도, 압력이 낮고 고분자 이동이 필요 없다는 장점을 갖는 반면에, 잔사층(residual layer)이 두꺼워서 후속 공정이 복잡해지는 단점을 갖는다. 예컨대, 패턴 크기가 대략 40 나노미터까지는 구현되었지만, 선택적으로 튀어나온 부분에만 해당되는 것을 전이한 것이 아니고 두 번의 반응성 이온식각(RIE) 공정을 실시하여 같은 물질끼리 접합시킨 것이다.However, this technique has the advantage of lower process temperature and pressure than imprint lithography and no need for polymer migration, while the residual layer is thick and has a disadvantage that the subsequent process is complicated. For example, although the pattern size is realized up to about 40 nanometers, it is not transferred to only the protruding portion selectively, but the same materials are bonded by performing two reactive ion etching (RIE) processes.

상술한 새로운 패터닝 기법들 중 역각인 리소그라피[J. Vac. Sci. Techo1. B 20, 2872(2002)]는 패턴을 가진 단단한 재질의 몰드 위에 열가소성 고분자 박막을 입혀서 기판에 접촉시키고, 고분자의 유리전이온도(glas transition temperature) 이상의 조건에서 고분자 박막에 접착성을 증가시키면서 높은 압력으로 눌러서 원하는 형상의 패턴을 기판 위에 형성하는 기술이다.Inverse angle lithography [J. Vac. Sci. Techo1. B 20, 2872 (2002)] apply a thermoplastic polymer thin film on a hard mold with a pattern to contact a substrate, and increase the adhesiveness to the polymer thin film at a condition above the glass transition temperature of the polymer. It is a technique of forming a pattern of a desired shape on a substrate by pressing.

그러나, 이 기술은 170 나노미터까지의 패턴 형성이 가능하지만, 높은 온도와 압력을 요구하는 문제가 있으며, 인가되는 압력의 균일 분포를 위해 기판의 편평도가 충분하게 보장되어야만 하는 단점을 갖는다.However, this technique is capable of pattern formation up to 170 nanometers, but has a problem of requiring high temperature and pressure, and has the disadvantage that the flatness of the substrate must be sufficiently ensured for a uniform distribution of the applied pressure.

상술한 새로운 패터닝 기법들 중 냉간 압접법[Appl. Phys. Lett. 80, 4051(2002)]은 높은 압력(수백 MPa)으로 금속 표면의 산화막을 부수고 순수한 금속끼리 접촉하게 하여 원자간의 힘을 이용해 용접하는 기술이다.Among the new patterning techniques described above, cold welding [Appl. Phys. Lett. 80, 4051 (2002)] is a technique that breaks an oxide film on a metal surface at a high pressure (hundreds of MPa) and makes contact with pure metals, thereby welding by using atomic force.

그러나, 이 기술은 공정 온도가 상온이어서 열을 가할 필요가 없고, 한번 만 들어진 판형을 이용하면 간단한 공정의 저비용으로 실현할 수 있다는 장점을 갖는 반면에, 수백 MPa의 높은 압력을 필요로 하고, 같은 물질만 전이시킬 수 있으며, 접합 부분의 두께가 현저하게 들어든다는 단점을 갖는다.However, this technique has the advantage that it can be realized at low cost of a simple process by using a plate made once, because the process temperature is room temperature, and requires a high pressure of several hundred MPa. Only the material can be transferred and has the disadvantage that the thickness of the joining portion is significantly increased.

상술한 새로운 패터닝 기법들 중 음극 전이법[Appl. Phys. Lett. 81, 4165(2002)]은 자기조립박막으로 표면 처리한 유리 몰드에 음극 물질을 증착하고 인듐-주석 산화물 기판 위에 저분자 유기물을 형성한 후 기판과 몰드를 대략 70 MPa 정도로 가압한 뒤 떼어내게 되면 유기물 위에 원하는 부분만 음극이 전이되는 기술이다.Cathodic transfer method [Appl. Phys. Lett. 81, 4165 (2002)] deposited a negative electrode material on a glass mold surface-treated with a self-assembled thin film, formed a low molecular organic material on an indium-tin oxide substrate, and then pressed the substrate and the mold to about 70 MPa and then removed the organic material. It is a technology that the cathode is transferred only to the desired portion.

그러나, 이 기술 또한 압력이 너무 높고 유리 몰드나 인듐-주석 산화물 기판이 압력에 의해 깨질 수 있다는 단점을 갖는다.However, this technique also has the disadvantage that the pressure is too high and the glass mold or the indium-tin oxide substrate can be broken by the pressure.

상술한 새로운 패터닝 기법들 중 저압 냉간 압접법[Adv. Mater. 15, 541(2003)]은 전술한 냉간 압접법과 같은 원리로 금속 음극을 형성하지만 기존의 단단한 무기물 대신에 탕성체인 PDMS 몰드를 사용하여 공정 압력을 1MPa 이하까지 낮춘 기술이다.Among the new patterning techniques described above, low pressure cold welding [Adv. Mater. 15, 541 (2003)] is a technique in which a metal cathode is formed on the same principle as the above-described cold welding method, but the process pressure is lowered to 1 MPa or less by using a PDMS mold, which is an elastic body, instead of a conventional hard inorganic material.

그러나, 이 기술은 PDMS 몰드와 전이해야 할 금속 음극간의 접착력을 낮추기 위하여 추가로 다층의 반접착층을 PDMS 몰드에 형성해야 하고 몰드의 변형 때문에 큰 압력을 줄 수 없어 패턴의 경계 윤곽이 불분명한 단점이 있다.However, this technique requires that additional layers of semi-adhesive layers must be formed on the PDMS mold in order to reduce the adhesion between the PDMS mold and the metal cathode to be transferred, and because of the deformation of the mold, it is not possible to apply great pressure, so the boundary contour of the pattern is unclear. have.

한편, 최근의 논문에 보고된 바에 의하면, 자기조립박막을 이용하여 기판의 표면을 부분적으로 친수성(hydrophilic)인 부분과 소수성(hydrophobic)인 부분을 만든 후 유기물이 소수성인 부분과 친화성을 가지는 점을 이용하여 소수성인 부분 에만 유기물이 증착되게 하여 패터닝을 한 예도 있다[Adv. Mater. 16, 732(2004)].On the other hand, as reported in the recent paper, the surface of the substrate using a self-assembled thin film to form a part of the hydrophilic (hydrophilic) and hydrophobic (hydrophobic) after the organic material has affinity with the hydrophobic part There is an example in which the organic material is deposited only on the hydrophobic part using the patterning method [Adv. Mater. 16, 732 (2004).

그러나, 이 기술은 표면을 부분적으로 자기조립박막으로 처리하기 위해 노광 공정을 사용해야 하는 등 그 패터닝 과정이 복잡하고 패턴이 거칠게 형성되며, 유기물이 증착되지 않아야 하는 친수성인 부분에도 약간의 증착된 박막이 형성되어 공정 후에 이를 제거해야 하는 번거로움이 있어 유기물 소자를 제작하는데 적용하기에는 어려움이 있다.However, this technique is complicated by patterning process such as the use of an exposure process to partially treat the surface as a self-assembled thin film, and the pattern is roughly formed. There is a hassle to form and remove it after the process is difficult to apply to fabricate an organic device.

또한, 근래 들어 PDMS 몰드를 이용하여 금속 박마을 전이한 결과를 문헌에 보고된 바 있다[Adv. Mater. 15, 1009(2003)]. 이 경우에 전이되는 막은 연성이 좋은 금속 박막이라는 점이 차이점이다. 탄성체 몰드의 특성상 휘어지기 싶고, 기판과 접촉하여 압력을 가하게 되면 패턴이 있는 몰드 표면에 변형이 일어나게 되므로 연성이 큰 금속의 경우에는 이러한 몰드의 변형을 어느 정도 견뎌낼 수 있어 패터닝이 가능하다.In recent years, the results of transferring metal foils using PDMS molds have been reported in the literature [Adv. Mater. 15, 1009 (2003). The difference is that the film to be transferred in this case is a ductile metal thin film. Due to the characteristics of the elastic mold, it is desired to bend, and if pressure is applied to the substrate, the deformation occurs on the patterned mold surface, and thus, in the case of a ductile metal, the mold may be able to withstand the deformation of the mold to some extent and thus may be patterned.

그러나, 이 기술은 유기물 반도체 박막 또는 무기물 반도체 막이 경우 연성이 적으며, 박막 특성상 작은 알갱이들이 형성되어 있는데 탄성체 몰드를 이용하여 전이하게 되면 몰드가 기판과 접촉하면서 변형이 일어날 때 반도체 박막이 변형을 견디지 못하고 깨지는 현상이 발생하는 단점이 있다. 따라서, 탄성체 몰드를 이용하여서는 연성이 적은 물질을 전이시키는 것이 부적합할 수밖에 없었다.However, this technique is less ductile in the case of organic semiconductor thin film or inorganic semiconductor film, and small grains are formed due to the characteristics of the thin film. When the transition is made using an elastomer mold, the semiconductor thin film withstands deformation when the mold contacts the substrate and the deformation occurs. There is a disadvantage that it does not break. Therefore, it was inadequate to transfer a material with less ductility using an elastomer mold.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리지플렉스 몰드를 이용하여 별도의 표면 처리나 고온/고압을 가하지 않으면서도 저온/저압에 서 저분자 유기물 박막을 기판에 전이시킬 수 있는 박막 전이 기법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, a thin film transition that can transfer the low molecular weight organic thin film to the substrate at low temperature / low pressure without applying a separate surface treatment or high temperature / high pressure using a Rigid-Flex mold It is an object of the present invention to provide a method for forming a fine pattern using a technique.

본 발명의 다른 목적은 리지플렉스 몰드를 이용하여 별도의 표면 처리를 하지 않으면서도 저온/저압에서 유기 발광 소자용의 저분자 유기물 박막을 기판에 전이시킬 수 있는 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for transferring a low molecular weight organic thin film for organic light emitting diodes to a substrate at low temperature / low pressure without using a surface treatment using a Rigidplex mold.

본 발명의 또 다른 목적은 리지플렉스 몰드를 이용하여 별도의 표면 처리를 하지 않으면서도 저온/저압에서 유기박막 트랜지스터용의 저분자 유기물 박막을 기판에 전이시킬 수 있는 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for transferring a low molecular weight organic thin film for organic thin film transistors to a substrate at low temperature / low pressure without performing a separate surface treatment using a Rigidplex mold.

상기 목적을 달성하기 위한 일 형태에 따른 본 발명은, 임의의 패턴 면을 갖는 몰드를 이용하여 기판 상에 목표로 하는 미세 패턴을 형성하는 방법으로서, 20MPa 내지 400MPa 사이의 경도를 갖는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 미세 패턴 물질을 형성하는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드의 패턴 면을 미세 패턴을 형성하고자 하는 기판의 목표 위치에 정렬시키는 과정과, 기 설정된 압력과 온도 조건에서 상기 리지플렉스 몰드를 상기 기판에 가압 접촉시키는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드를 분리하여 상기 패턴 면의 양각 부분에 형성된 상기 미세 패턴 물질을 상기 기판 상에 선택적으로 잔류시킴으로써, 목표로 하는 박막의 미세 패턴을 형성하는 과정을 포함하는 박막 전이 기법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.The present invention according to one embodiment for achieving the above object is a method of forming a target fine pattern on a substrate using a mold having an arbitrary pattern surface, the method of the ridgeflex mold having a hardness between 20MPa and 400MPa Forming a fine pattern material on a pattern surface, aligning the pattern surface of the ridgeflex mold to a target position of a substrate on which a fine pattern is to be formed, and placing the ridgeflex mold on the substrate under a predetermined pressure and temperature conditions Pressurizing and contacting the ridge-flex mold, and selectively leaving the fine pattern material formed on the embossed portion of the pattern surface on the substrate to form the fine pattern of the target thin film. Provided is a method for forming a fine pattern using a thin film transition technique.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 형태에 따른 본 발명은, 금속 음극 다중층을 갖는 단색 유기 발광 소자용의 미세 패턴을 형성하는 방법으로서, 증착 공정을 실시하여 글라스 기판 상에 임의의 패턴을 갖는 ITO 전극을 형성하는 과정과, 20MPa 내지 400MPa 사이의 경도(young's modulus)를 갖는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 음전극 물질과 유기물 다중층을 형성하는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드의 패턴 면을 상기 ITO 전극의 목표 위치에 정렬시킨 후 기 설정된 압력과 온도 조건에서 상기 글라스 기판에 가압 접촉시키는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드를 분리하여 상기 패턴 면의 양각 부분에 형성된 상기 음전극 물질과 유기물 다중층을 상기 ITO 전극 상에 선택적으로 잔류시킴으로써, 박막의 미세 패턴으로 된 상기 금속 음극 다중층을 형성하는 과정을 포함하는 박막 전이 기법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.The present invention according to another aspect for achieving the above object is a method of forming a fine pattern for a monochromatic organic light emitting device having a metal cathode multilayer, ITO electrode having an arbitrary pattern on a glass substrate by performing a deposition process Forming a negative electrode material and an organic multilayer on the patterned surface of the ridgeflex mold having a hardness of 20 MPa to 400 MPa, and forming a patterned surface of the ridgeflex mold as the target of the ITO electrode. Aligning to the glass substrate at a predetermined pressure and temperature conditions, separating the Rigid-Flex mold, and depositing the negative electrode material and the organic multilayer formed on the embossed portion of the pattern surface on the ITO electrode. Selectively remaining, thereby forming the metal cathode multilayer in a fine pattern of a thin film; Provided is a method for forming a fine pattern using a thin film transition technique.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀을 갖는 풀칼라 유기 발광 소자용의 미세 패턴을 형성하는 방법으로서, 증착 공정을 실시하여 글라스 기판 상에 임의의 패턴을 갖는 ITO 전극을 형성하는 제 1 과정과, 20MPa 내지 400MPa 사이의 경도(young's modulus)를 갖는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 음전극 물질과 레드 유기물 다중층을 순차 적층하여 레드 다중층을 형성하는 제 2 과정과, 상기 리지플렉스 몰드의 패턴 면을 상기 ITO 전극의 목표 위치에 정렬시킨 후 기 설정된 압력과 온도 조건에서 상기 글라스 기판에 가압 접촉시키는 제 3 과정과, 상기 리지플렉스 몰드를 분리하여 상기 패턴 면의 양각 부분에 형성된 상기 레드 다중층을 상기 ITO 전극 상에 선택적으로 잔류시킴으로써, 박막의 미세 패턴으로 된 상기 레드 픽셀을 형성하는 제 4 과정과, 상기 음전극 물질과 그린 유기물 다중층을 이용하여 상기 제 2 과정 내지 제4 과정을 수행함으로써, 상기 ITO 전극 상의 목표 위치에 박막의 미세 패턴으로 된 상기 그 린 픽셀을 형성하는 제 5 과정과, 상기 음전극 물질과 블루 유기물 다중층을 이용하여 상기 제 2 과정 내지 제4 과정을 수행함으로써, 상기 ITO 전극 상의 목표 위치에 박막의 미세 패턴으로 된 상기 블루 픽셀을 형성하는 제 6 과정을 포함하는 박막 전이 기법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for forming a fine pattern for a full-color organic light emitting device having a red pixel, a green pixel, and a blue pixel. Forming a red multilayer by sequentially laminating a negative electrode material and a red organic multilayer on a pattern surface of a Rigid-Flex mold having a young's modulus between 20 MPa and 400 MPa. A second step of aligning the pattern surface of the ridgeplex mold to a target position of the ITO electrode and pressing and contacting the glass substrate at a predetermined pressure and temperature condition; By selectively remaining the red multilayer formed on the embossed portion of the pattern surface on the ITO electrode, a fine pattern of a thin film Performing the fourth process of forming the red pixel and the second to fourth processes using the negative electrode material and the green organic material multilayer, thereby forming the green in a fine pattern of a thin film at a target position on the ITO electrode. A fifth process of forming a pixel, and the second to fourth processes are performed using the negative electrode material and the blue organic material multilayer to form the blue pixel in a fine pattern of a thin film at a target position on the ITO electrode. It provides a method of forming a fine pattern using a thin film transition technique comprising a sixth process.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 게이트 전극, 유기물 반도체 층 및 소오스/드레인 전극을 갖는 유기박막 트랜지스터용의 미세 패턴을 형성하는 방법으로서, 1차의 증착 및 선택적인 식각 공정을 실시하여 기판 상에 임의의 패턴을 갖는 상기 게이트 전극과 이 게이트 전극을 매립하는 형태의 절연막을 형성하는 과정과, 20MPa 내지 400MPa 사이의 경도를 갖는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 유기물 반도체 물질을 형성하는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드의 패턴 면을 상기 절연막의 목표 위치에 정렬시킨 후 기 설정된 압력과 온도 조건에서 상기 리지플렉스 몰드를 상기 기판에 가압 접촉시키는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드를 분리하여 상기 패턴 면의 양각 부분에 형성된 상기 유기물 반도체 물질을 상기 절연막 상에 선택적으로 잔류시킴으로써, 목표로 하는 박막의 미세 패턴으로 된 상기 유기물 반도체 층을 형성하는 과정과, 2차의 증착 및 선택적인 식각 공정을 실시하여 상기 유기물 반도체 층의 양 측면 일부를 매립하는 형태의 패턴을 갖는 상기 소오스/드레인을 형성하는 과정을 포함하는 박막 전이 기법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.In accordance with still another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a fine pattern for an organic thin film transistor having a gate electrode, an organic semiconductor layer, and a source / drain electrode. Forming a gate electrode having an arbitrary pattern and an insulating film in which the gate electrode is embedded, and forming an organic semiconductor material on a pattern surface of a ridgeplex mold having a hardness between 20 MPa and 400 MPa And aligning the pattern surface of the ridgeplex mold to a target position of the insulating layer, and then contacting the ridgeplex mold to the substrate under a predetermined pressure and temperature condition, and separating the ridgeplex mold from the substrate. Selectively forming the organic semiconductor material formed on the embossed portion of the pattern surface on the insulating film By remaining, the organic semiconductor layer of the fine pattern of the target thin film to form a process, and the second deposition and selective etching process to form a pattern of the form of embedding both sides of the organic semiconductor layer Provided is a method for forming a fine pattern using a thin film transfer technique including forming the source / drain.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 소오스/드레인 전극, 유기물 반도체 층, 절연막 및 게이트 전극을 갖는 유기박막 트랜지스터용의 미세 패턴을 형성하는 방법으로서, 증착 및 선택적인 식각 공정을 실시하여 기판 상에 임의의 패턴을 갖는 상기 소오스/드레인 전극을 형성하는 과정과, 20MPa 내지 400MPa 사이의 경도를 갖는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 게이트 전극 물질, 절연막 물질 및 유기물 반도체 물질을 순차 증착하여 다중층을 형성하는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드의 패턴 면을 상기 기판 및 소오스/드레인 상의 목표 위치에 정렬시킨 후 기 설정된 압력과 온도 조건에서 상기 리지플렉스 몰드를 상기 기판에 가압 접촉시키는 과정과, 상기 리지플렉스 몰드를 분리하여 상기 패턴 면의 양각 부분에 형성된 상기 다중층을 상기 기판 및 소오스/드레인 상에 선택적으로 잔류시킴으로써, 목표로 하는 박막의 미세 패턴으로 순차 적층된 상기 유기물 반도체 층, 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 과정을 포함하는 박막 전이 기법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a fine pattern for an organic thin film transistor having a source / drain electrode, an organic semiconductor layer, an insulating film, and a gate electrode, wherein the deposition and selective etching processes are performed. Forming a source / drain electrode having an arbitrary pattern on the substrate; and sequentially depositing a gate electrode material, an insulating material, and an organic semiconductor material on the pattern surface of the Rigid-Flex mold having a hardness between 20 MPa and 400 MPa. Forming a multilayer, aligning the pattern surface of the ridgeplex mold to a target position on the substrate and the source / drain, and then pressurizing the ridgeflex mold to the substrate at a predetermined pressure and temperature condition; Separating the ridgeflex mold to form the multilayer formed on the embossed portion of the pattern surface. By selectively remaining on the substrate and the source / drain, the method of forming a fine pattern using a thin film transition technique comprising the step of forming the organic semiconductor layer, insulating film and gate electrode sequentially stacked in a fine pattern of the target thin film to provide.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 무기물 경질 몰드(hard mold)를 이용하는 종래의 고분자 접착법, 역각인 리소그라피, 냉간 압접법 등과 탄성체 몰드를 이용하는 종래의 미세 접촉 인쇄법, 나노 전이 인쇄법 등과는 달리, 경질 몰드와 탄성 체 몰드의 중간적인 경도(즉, Young's modulus 값이 PDMS와 같은 탄성체 고분자 몰드의 Young's modulus인 10MPa 보다 크고 실리콘웨이퍼와 같은 경질 몰드의 Young's modulus인 100GPa 보다 작으면서 대략 그 중간 정도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus)를 갖는 리지플렉스 몰드를 사용함으로써 공정 압력을 낮추고, 필름 형태의 몰드(유연성을 가진 몰드)를 형성할 수 있으며, 대면적 응용이 용이하고 재사용성이 높으며, 몰드의 복제가 간단할 뿐만 아니라 별도의 표면 처리를 필요로 하지 않으면서도 금속 또는 무기물 및 유기물 박막을 전이하여 미세 패턴을 형성할 수 있도록 한다는 것으로, 이러한 기술적 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 유기물 또는 무기물 박막을 경질 몰드에서 필요로 하는 온도 이하에서 경질 몰드에서 필요로 하는 압력보다 낮은 압력 조건에서 가압 접촉하여 기판 상에 미세 패턴을 형성할 수 있다.First, the core technical idea of the present invention is that the conventional polymer adhesive method using an inorganic hard mold, the reverse angle lithography, the cold press welding method and the conventional microcontact printing method using the elastic mold, nanotransition printing method and the like Alternatively, the intermediate hardness of the hard mold and the elastomer mold (i.e. the Young's modulus value is greater than 10 MPa, the Young's modulus of an elastomeric polymer mold such as PDMS, and less than approximately 100 GPa, the Young's modulus of a hard mold such as silicon wafer). By using a Rigid-Flex mold with a modulus between 20 MPa and 400 MPa, the process pressure can be lowered, a mold in the form of a film (flexible mold) can be formed, the large-area application is easy and the reusability is high, Not only is it easy to replicate, it also transfers metal or inorganic and organic thin films without the need for separate surface treatment. And that that to form a fine pattern, it can be easily accomplished through such a technical bar for the purpose of the present invention. Accordingly, the present invention may form a fine pattern on the substrate by contacting the organic or inorganic thin film under pressure below the temperature required by the hard mold at a pressure lower than the pressure required by the hard mold.

특히, 본 발명은 리지플렉스 몰드가 연성을 가지고 있어 낮은 압력으로도 기판과 완벽한 접촉을 유발할 수 있으며, 가압 시에 몰드가 변형되지 않을 정도의 경도를 가지고 있어 공정 압력을 줄여 패턴을 형성하고자 하는 기판에 장력을 적게 일으킴으로써, 기판 손상을 줄여 필름 형태로도 몰드를 쉽게 제작할 수 있으며, 이를 통해 평판 형태의 몰드를 이용하여 단위 공정으로 수행하였던 종래 방법과는 달리, 롤러 형태의 인쇄 기법을 활용하여 대면적으로 연속적인 패턴 형성 공정이 가능하다. 이러한 리지플렉스 몰드의 예로서는 polyurethane(PUA) 몰드[J. Am. Chem. Soc. 126, 7744(2004)]와 amorphous fluoropolymer 몰드[Langmuir 20, 2445(2004)]가 있다. 여기에서, PUA 몰드는 재사용이 가능하며 몰드 제작 비용이 저렴하고, 다 양한 형태로 몰드를 제작 및 활용할 수 있기 때문에 경제성도 매우 뛰어나다.Particularly, in the present invention, the Rigid-Flex mold has a ductility, which may cause perfect contact with the substrate even at a low pressure, and has a hardness such that the mold does not deform when pressed, thereby reducing the process pressure to form a pattern. By reducing the tension on the substrate, it is possible to reduce the damage to the substrate to easily produce a mold in the form of a film, through which a roller-type printing technique is utilized, unlike the conventional method that was performed in a unit process using a flat mold Large area continuous pattern formation process is possible. Examples of such rigid flex molds include polyurethane (PUA) molds [J. Am. Chem. Soc. 126, 7744 (2004) and an amorphous fluoropolymer mold [Langmuir 20, 2445 (2004)]. In this case, the PUA mold is reusable, the mold manufacturing cost is low, and the mold can be manufactured and utilized in various forms, and the economic efficiency is very excellent.

도 3a 내지 3d는 자외선 경화형 고분자를 이용하여 본 발명에 따른 패터닝에 필요한 리지플렉스 몰드의 일종인 PUA 몰드를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.Figure 3a to 3d is a process flow diagram showing the main process of manufacturing a PUA mold which is a kind of ridgeflex mold required for patterning according to the present invention using an ultraviolet curable polymer.

도 3a를 참조하면, 임의의 패턴 구조, 즉 제조하고자 하는 PUA 몰드의 패턴과 대향하는 패턴(예컨대, 밀리미터 크기에서 수십 나노미터 크기의 패턴) 구조를 갖는 마스터 몰드(hard mold)(302)를 그 패턴 구조면이 위를 향하도록 하여 정렬시킨 후, 일 예로서 도 3b에 도시된 바와 같이, 마스터 몰드(302)의 패턴 면을 충분하게 매립할 정도의 두께로 액상의 자외선 경화형 고분자 전구체(304a)를 코팅하거나 떨어뜨린다.Referring to FIG. 3A, a master mold 302 having an arbitrary pattern structure, that is, a pattern (for example, a pattern of millimeters to tens of nanometers in size) that opposes the pattern of the PUA mold to be manufactured, is formed. After aligning the pattern structure face upward, as shown in FIG. 3B, the liquid-state UV curable polymer precursor 304a is thick enough to sufficiently fill the pattern face of the master mold 302. Coating or dropping.

다음에, 자외선 경화형 고분자 전구체(304a)의 지지체 역할을 할 수 있는 필름 또는 단단한 지지체(자외선 투과형 지지체)(306)를 자외선 경화형 고분자 전구체(304a)에 밀착 접촉시키고, 자외선 경화형 고분자 전구체(304a)가 맞닿지 않은 방향에서 자외선을 조사함으로써, 일 예로서 도 3c에 도시된 바와 같이, 고분자 전구체를 경화시킨다.Next, the film or rigid support (ultraviolet-transmissive support) 306, which may serve as a support of the ultraviolet curable polymer precursor 304a, is brought into close contact with the ultraviolet curable polymer precursor 304a, and the ultraviolet curable polymer precursor 304a By irradiating ultraviolet light in a non-contact direction, as shown in FIG. 3C as an example, the polymer precursor is cured.

이어서, 마스터 몰드(302)를 고분자로부터 분리함으로서, 일 예로서 도 3d에 도시된 바와 같이, 지지체(306)상에 임의의 패턴을 형성된 PUA 몰드(304)가 완성된다. 여기에서, PUA 몰드(304) 상에 형성된 패턴은 마스터 몰드(302)가 가지고 있던 패턴의 역상 패턴이다.Next, by separating the master mold 302 from the polymer, a PUA mold 304 is formed in which an arbitrary pattern is formed on the support 306, as shown in FIG. 3D as an example. Here, the pattern formed on the PUA mold 304 is an inverted pattern of the pattern that the master mold 302 had.

따라서, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 일련의 공정을 통해 제작할 수 있 는 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 기판 상에 미세 패턴을 형성할 수 있다.Therefore, in the present invention, a fine pattern may be formed on a substrate through a thin film transfer technique using a ridgeflex mold, which may be manufactured through a series of processes as described above.

다음에, 상술한 바와 같은 일련의 과정들을 통해 제작할 수 있는 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 이용하여 본 발명에 따라 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 과정에 대하여 설명한다.Next, a process of forming a fine pattern on a substrate according to the present invention using a thin film transfer technique using a ridgeflex mold, which can be manufactured through a series of processes as described above, will be described.

[실시 예1]Example 1

도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.4A through 4C are process flowcharts illustrating a main process of forming a fine pattern on a substrate through a thin film transfer technique using a ridgeplex mold according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 지지체(404) 상에 접착 지지되며 양각 부분(406a)과 음각 부분(406b)으로 된 임의의 패턴을 갖는 리지플렉스 몰드(406)의 패턴 표면에 기판(402)에 형성하고자 하는 미세 패턴 물질(408a), 예컨대 유기물 또는 무기물 박막 물질을 증착 공정, 스퍼터링 공정 등의 기법을 통해 형성한 후, 리지플렉스 몰드(406)의 패턴 면과 기판(402)을 목표 위치로 정렬시킨다.Referring to FIG. 4A, to be formed on the substrate 402 on the pattern surface of the ridgeplex mold 406 adhesively supported on the support 404 and having an arbitrary pattern of relief portions 406a and intaglio portions 406b. After forming the fine pattern material 408a, for example, an organic or inorganic thin film material through a deposition process, a sputtering process, or the like, the pattern surface of the rigid flex mold 406 and the substrate 402 are aligned to a target position.

여기에서, 리지플렉스 몰드(406)는 경질 몰드와 탄성체 몰드의 중간적인 경도, 즉 Young's modulus 값이 PDMS와 같은 탄성체 고분자 몰드의 Young's modulus인 10MPa 보다 크고 실리콘웨이퍼와 같은 경질 몰드의 Young's modulus인 100GPa 보다 작으면서 대략 그 중간 정도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus를 갖는 몰드이며, 필름 형태로 몰드를 만들었을 때 휘어질 정도로 유연한(flexible) 성질을 가진 몰드이다. 이러한 리지플렉스 몰드(406)로서는, 예를 들면 polyurethane(PUA) 몰드, amorphous fluoropolymer 몰드 등을 들 수 있다.Here, the Rigid-Flex Mold 406 has an intermediate hardness between the hard mold and the elastomer mold, that is, the Young's modulus value is greater than 10 MPa, the Young's modulus of the elastomeric polymer mold such as PDMS, and more than 100 GPa, the Young's modulus of the hard mold such as silicon wafer. It is a small mold having a modulus of about 20 MPa to 400 MPa, which is about halfway between them, and a mold having a flexible property to bend when a mold is formed in a film form. As such a rigid flex mold 406, a polyurethane (PUA) mold, an amorphous fluoropolymer mold, etc. are mentioned, for example.

다음에, 리지플렉스 몰드(406)의 패턴 면을 기판(402) 상의 목표 위치에 정렬시킨 후, 일 예로서 도 4b에 도시된 바와 같이, 기 설정된 조건, 예컨대 2-3bar의 압력과 대략 50℃의 온도 조건에서 대략 5분 동안 가압 접촉시킨다. 이때, 압력과 온도는 경질 몰드에서 필요로 하는 압력 및 온도보다 적어도 낮은 조건으로 설정되는데, 이것은 리지플렉스 몰드가 경질 몰드에 비해 경도가 낮을 뿐만 아니라 유연성을 갖기 때문이다. 여기에서, 리지플렉스 몰드(406)의 가압 접촉은 몰드를 필름 형태로 제작하여 원통과 같은 굴곡이 있는 지지틀(예컨대, 롤러, 반원통 등)에 필름형의 몰드를 부착하여 가압하는 방식으로 패턴 이송(전이)을 실시할 수 있다.Next, after aligning the pattern side of the ridgeplex mold 406 to the target position on the substrate 402, as shown in FIG. 4B as an example, a predetermined condition, for example, a pressure of 2-3 bar and approximately 50 ° C, is shown. The contact was pressurized for approximately 5 minutes at the temperature condition of. At this time, the pressure and the temperature are set at least lower than the pressure and the temperature required in the rigid mold, because the Rigid-Flex mold not only has a lower hardness than the hard mold but also has flexibility. Here, the pressure contact of the Rigid-Flex mold 406 is a pattern in which the mold is produced in a film form, and the film-shaped mold is attached to the curved support frame (for example, a roller, a semi-cylinder, etc.) to press and press the mold. Transfer (transition) can be performed.

이어서, 가압 접촉 공정을 실시한 후 리지플렉스 몰드(406)를 기판(402)으로부터 분리하면, 기판(402) 상에 맞닿았던 패턴 면의 양각 부분(406a) 상에 형성되어 있던 미세 패턴 물질(408a)이 기판(402) 상에 선택적으로 접착(전이)됨으로써, 일 예로서 도 4c에 도시된 바와 같이, 기판(402) 상에 박막의 미세 패턴(408)이 형성되며, 패턴 면의 음각 부분(406b)에 형성되어 있는 미세 패턴 물질(408a)은 그대로 리지플렉스 몰드(406)에 남게 된다. 즉, 박막 전이 기법을 이용하여 기판(402) 상에 목표로 하는 미세 패턴(408)을 완성한다.Subsequently, when the ridgeflex mold 406 is separated from the substrate 402 after performing the pressure contact process, the fine pattern material 408a formed on the relief portion 406a of the pattern surface that is in contact with the substrate 402. ) Is selectively adhered (transferred) onto the substrate 402, thereby forming a fine pattern 408 of a thin film on the substrate 402, as shown in FIG. 4C, for example. The fine pattern material 408a formed in the 406b remains in the ridgeplex mold 406 as it is. That is, the target fine pattern 408 is completed on the substrate 402 by using a thin film transition technique.

이때, 기판(402) 상에 형성된 미세 패턴(408)은, 기판(402)이 유기 발광 소자용 기판일 때, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 발광 물질 등의 단일층이거나 혹은 복합층일 수 있고, 기판(402)이 유기박막 트랜지스터일 때 게이트 전극, 유기 물 반도체 박막, 소오스/드레인 전극 중 어느 하나가 될 수 있다.In this case, when the substrate 402 is a substrate for an organic light emitting device, the fine pattern 408 formed on the substrate 402 may be a single layer or a composite layer of a hole transport material, an electron transport material, a light emitting material, or the like. When the substrate 402 is an organic thin film transistor, the substrate 402 may be any one of a gate electrode, an organic semiconductor thin film, and a source / drain electrode.

또한, 기판(402) 상에 형성된 미세 패턴(408)은, 기판(402)이 LCD 기판일 때 블랙 매트릭스가 될 수 있으며, 다른 경우 전기소자의 금속 배선 혹은 편광판의 금속 선패턴 등이 될 수 있다.In addition, the fine pattern 408 formed on the substrate 402 may be a black matrix when the substrate 402 is an LCD substrate, or may be a metal wire pattern of an electric device or a metal line pattern of a polarizing plate. .

한편, 본 실시 예에서는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 형성된 미세 패턴 물질이 기판으로 잘 전이되도록 하기 위하여 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 미세 패턴 물질을 형성하기 전에 반접착층을 먼저 형성할 수 있으며, 이를 통해 기판으로의 미세 패턴 물질 전이(선택적인 전이)를 원활하게 할 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, in order to transfer the fine pattern material formed on the pattern surface of the ridgeflex mold to the substrate, the semi-adhesive layer may be first formed before forming the fine pattern material on the pattern surface of the ridgeflex mold. It is possible to smooth the fine pattern material transition (selective transition) to the substrate.

상기와는 달리, 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 형성되는 미세 패턴 물질(유기물 또는 무기물 박막) 위에 접착층을 형성하거나 혹은 기판 위에 접착층을 형성할 수 있으며, 이를 통해 기판으로의 미세 패턴 물질 전이(선택적인 전이)를 원활하게 할 수 있다.Unlike the above, the adhesive layer may be formed on the fine pattern material (organic or inorganic thin film) formed on the pattern side of the Rigidflex mold or the adhesive layer may be formed on the substrate, thereby transferring the fine pattern material to the substrate (optional Transition) can be made smoothly.

또한, 본 실시 예의 리지플렉스 몰드는 휘어질 정도로 유연한(flexible) 성질을 가진 몰드로 제작할 수 있는데, 이 경우 롤러 형태로 된 가압기(롤링 프레스)를 사용하여 압력을 가할 수 있다.In addition, the Rigid-Flex mold of the present embodiment may be manufactured as a mold having a flexible (flexible) property, in this case, it can be applied by using a pressurizer (rolling press) in the form of a roller.

따라서, 본 실시 예에 따르면, 리지플렉스 몰드에 별도의 표면 처리를 하거나 고온/고압을 가하지 않으면서도 저온/저압의 공정 조건에서 기판 상에 목표로 하는 패턴을 갖는 유기물, 무기물 등의 박막 미세 패턴, 예컨대 100㎚ 이하의 미세 패턴을 고 정밀하게 형성할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, a thin film fine pattern such as an organic material, an inorganic material, etc. having a target pattern on a substrate under low temperature / low pressure process conditions without additional surface treatment or high temperature / high pressure applied to the Rigid-Flex mold, For example, fine patterns of 100 nm or less can be formed with high precision.

[실험 예1]Experimental Example 1

본 발명의 발명자들은 본 발명에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 유기 발광 소자에서 사용되는 저분자 유기물의 전이 실험, 즉 유기 발광 소자에서 전공 수송 물질, 전자 수송 물질 및 녹색 발광 물질로 각각 사용되는 NPB(4,4' - bis [N - 1 - napthyl - N - phenyl - amino] biphenyl)와 Alq₃(tris - (8 - hydroxyquinoline) aluminum) 단일층 및 Alq₃/NPB 이중층을 PUA 몰드에 진공 증착법으로 증착하고, 이를 인듐-주석 산화물 기판에 전이(이송)하는 실험을 실시하였으며, 그 결과는 도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같다. 본 실험은 유리전이온도 이하인 50℃의 온도 조건과 10-50㎏/㎝² 의 압력 조건에서 동일하게 실시하였다.The inventors of the present invention use the thin film transition technique using the Rigid-Flex mold according to the present invention for the low-molecular organic materials used in the organic light emitting device, that is, used as a major transport material, electron transport material and green light emitting material in the organic light emitting device, respectively. Vacuum NPB (4,4'-bis [N-1 -napthyl-N-phenyl-amino] biphenyl) and Alq ₃ (tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum) monolayers and Alq ₃ / NPB bilayers in a PUA mold Deposition was carried out by the deposition method, and the experiment was conducted to transfer (transfer) the indium-tin oxide substrate, and the results are shown in FIGS. 5A to 5C. The experiment was carried out in the same manner under the glass transition temperature of 50 ℃ temperature and 10-50 kg / cm ² pressure conditions.

도 5a는 선폭이 8㎛인 패턴을 가지는 리지플렉스 몰드에 NPB 단일층을 증착한 후 이를 기판에 전이한 결과의 광학 현미경 사진이며, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험을 통해 리지플렉스 몰드를 이용하여 기판 상에 NPB 단일층을 고정밀하게 전이할 수 있음을 알 수 있었다.FIG. 5A is an optical micrograph of a result of depositing a single layer of NPB on a Rigidplex mold having a pattern having a line width of 8 μm and then transferring it to a substrate. It was found that the NPB monolayer can be accurately transferred to the phase.

도 5b는 선폭이 600㎚인 패턴을 가지는 리지플렉스 몰드에 Alq₃ 단일층을 증착한 후 이를 기판에 전이한 결과의 전자 현미경 사진이며, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험을 통해 리지플렉스 몰드를 이용하여 기판 상에 Alq₃ 단일층을 고정밀하게 전이할 수 있음을 알 수 있었다.FIG. 5B is an electron micrograph of a result of depositing a single layer of Alq ₃ on a Rigidplex mold having a pattern having a line width of 600 nm and then transferring it to a substrate, and the inventors of the present invention use the Rigidplex mold through this experiment. It was found that the Alq ₃ monolayer can be accurately transferred on the substrate.

도 5c는 60×20㎛² 크기의 박스 패턴을 가지는 리지플렉스 몰드에 Alq₃/NPB 이중층을 증착한 후 이를 기판에 전이한 결과의 광학 현미경 사진이며, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험을 통해 리지플렉스 몰드를 이용하여 기판 상에 박스 형태의 Alq₃/NPB 이중층을 고정밀하게 전이할 수 있음을 알 수 있었다.FIG. 5C is an optical micrograph of a result of depositing an Alq ₃ / NPB bilayer on a Rigidplex mold having a box pattern of 60 × 20 μm ² and then transferring it to a substrate. It was found that the mold can be used to accurately transfer the box-shaped Alq ₃ / NPB bilayer onto the substrate.

[실험 예2]Experimental Example 2

본 발명의 발명자들은 본 발명에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 유기박막 트랜지스터에서 유기물 반도체 박막으로 사용되는 펜타센(pentacene)을 리지플렉스 몰드를 이용하여 기판에 직접적으로 전이하여 패터닝하는 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention experiment to directly transfer the patterned pentacene (pentacene) used as an organic semiconductor thin film in the organic thin film transistor to the substrate using a ridgeflex mold through a thin film transition technique using a ridgeflex mold according to the present invention It was carried out, the experimental results are as shown in Figures 6a and 6b.

도 6a는 표면 처리를 하지 않은 리지플렉스 몰드에 유기물 반도체인 펜타센을 증착 속도 0.5Å/sec로 증착하고, 절연막으로 polymethamethylacrylate(PMMA)가 코팅된 기판에 접촉하여 3㎏/㎝²의 압력과 80℃의 온도 조건에서 10분간 가압한 후 몰드를 기판으로부터 제거하였을 때 기판에 전이된 펜타센 패턴의 전자 현미경 사진이다. 여기에서, 패턴의 선폭은 300㎚이고, 선간 간격은 600㎚이다.6a is deposited organic semiconductor, pentacene in the ridge flex the mold is not a surface treatment at a vapor deposition rate of 0.5Å / sec, and in contact with the coated substrate polymethamethylacrylate (PMMA) with an insulating film 80 and the pressure of 3㎏ / ㎝ ² An electron micrograph of a pentacene pattern transferred to a substrate when the mold was removed from the substrate after being pressed for 10 minutes at a temperature condition of ℃. Here, the line width of the pattern is 300 nm and the line spacing is 600 nm.

따라서, 본 발명의 발명자들은 유기물 반도체를 전이시키기 위해 몰드 표면에 반접착층과 같은 별도의 표면 처리를 하지 않은 상태에서 직접 유기물 반도체 박막을 전이시킬 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention can clearly see that the organic semiconductor thin film can be directly transferred without a separate surface treatment such as a semi-adhesive layer on the mold surface in order to transfer the organic semiconductor.

도 6b는 표면 처리를 하지 않은 리지플렉스 몰드에 펜타센을 증착 속도 0.5Å/sec로 증착하고, 절연막으로 PMMA가 코팅된 기판에 접촉하여 5㎏/㎝²의 압력과 80℃의 온도 조건에서 10분간 가압한 후 몰드를 기판으로부터 제거하였을 때 기판에 전이된 다양한 형태의 펜타센 패턴의 전자 현미경 사진이다.FIG. 6B shows that pentacene is deposited on a Rigid-Flex mold without surface treatment at a deposition rate of 0.5 μs / sec, and is contacted with a PMMA-coated substrate with an insulating film at a pressure of 5 kg / cm ² and a temperature of 80 ° C. Electron micrographs of various forms of pentacene patterns transferred to a substrate when the mold is removed from the substrate after being pressed for a minute.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 다양한 형태의 펜타센 패턴을 기판 상에 고정밀하게 전이할 수 있음을 알 수 있었다.Accordingly, the inventors of the present invention have found that through the thin film transfer technique using the Rigid-Flex mold, various forms of pentacene patterns can be accurately transferred onto the substrate.

[비교 실험 예][Comparative Experiment Example]

본 발명의 발명자들은, 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 본 발명과의 비교를 위해, 종래 방법에서와 같이 무기물 경질 몰드(hard mold)를 사용하여 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 실험을 실시하였다. 여기에서, 몰드로는 양각의 패턴이 있는 실리콘웨이퍼를 사용하였으며, 몰드 표면에 펜타센을 100㎚ 두께로 증착한 후 고분자 절연막이 코팅된 기판에 전이하였으며, 그 실험 결과는 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention, for comparison with the present invention to form a fine pattern on a substrate through a thin film transfer technique using a Rigidplex mold, on the substrate using an inorganic hard mold as in the conventional method An experiment was conducted to form a fine pattern. Here, a silicon wafer having an embossed pattern was used as a mold, and pentacene was deposited to a thickness of 100 nm on the mold surface, and then transferred to a substrate coated with a polymer insulating film, and the experimental results are shown in FIGS. 7A and 7B. As it is.

도 7a는 70℃의 경질 몰드인 실리콘웨이퍼를 이용하여 온도와 33㎏/㎝²의 압력 조건에서 5분 동안 가압하여 패터닝한 결과(펜타센 패턴)의 전자 현미경 사진이다.FIG. 7A is an electron micrograph of the result (pentacene pattern) obtained by pressing and patterning for 5 minutes at a temperature of 33 kg / cm ² using a silicon wafer which is a hard mold of 70 ° C.

본 비교 실험을 통해 경질 몰드의 특성상 패턴을 전이하는 과정에서 고분자 박막이 눌려서 몰드의 역상으로 각인 패턴이 생기는 것을 볼 수 있으며, 고분자 박막과 몰드 사이의 접촉이 완벽하게 이루어지지 않아 유기물 반도체 박막이 전부 전이되지 못하고 몰드와 기판이 접촉된 부분에서만 전이되는 것을 볼 수 있었다.In this comparative experiment, it can be seen that in the process of transferring the pattern due to the characteristics of the hard mold, the polymer thin film is pressed to form an imprinted pattern in the reverse phase of the mold.The organic semiconductor thin film is not completely contacted between the polymer thin film and the mold. It can be seen that only the part where the mold and the substrate are in contact with each other does not transfer.

도 7b는 고분자 기판과 몰드의 접촉을 더 향상시키기 위하여, 도 7a의 실험과 동일한 조건에서 압력만 130㎏/㎝²로 하여 패터닝한 결과의 전자 현미경 사진이 다.FIG. 7B is an electron micrograph of the result of patterning only 130 kg / cm ² of pressure under the same conditions as the experiment of FIG. 7A in order to further improve contact between the polymer substrate and the mold.

그러나, 본 실험에서도, 도 7a의 실험에서와 마찬가지로, 여전히 기판과 몰드의 접촉이 완벽하지 못하여 패턴이 완벽하게 전이되지 못하고 끊어지는 것을 볼 수 있다.However, in this experiment as well, as in the experiment of FIG. 7A, it can still be seen that the contact between the substrate and the mold is not perfect and the pattern is not completely transferred and is broken.

따라서, 본 발명의 발명자들은 경질의 몰드와 리지플렉스 몰드를 비교하였을 때 리지플렉스 몰드를 사용하면 몰드가 가지는 연성에 의해 낮은 압력에서 기판과 몰드의 완벽한 접촉을 실현할 수 있고, 공정 압력을 낮출 수 있으며, 이를 통해 신뢰도 높은 미세 패턴을 구현할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention can realize perfect contact between the mold and the substrate at low pressure by using the rigid flex mold when the rigid mold and the rigid flex mold are compared, and lower the process pressure. As a result, it can be clearly seen that a highly reliable fine pattern can be realized.

[실험 예3]Experimental Example 3

본 발명의 발명자들은 본 발명에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하여 금속 박막의 패턴을 기판에 형성하는 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention conducted an experiment for forming a pattern of a metal thin film on a substrate using a Rigid-Flex mold according to the present invention, the experimental results are as shown in Figures 8a and 8b.

도 8a는 고분자가 매우 얇게 코팅된 기판 위에 리지플렉스 몰드를 이용하여 금속막을 전이한 실험 결과의 전자 현미경 사진이다. 본 실험에 있어서, 사용된 금속은 금이고, 리지플렉스 몰드의 표면에서 금속막이 쉽게 탈착되게 하기 위하여 테프론(teflon) 계열의 물질인 FEP(fluorinated ethylene propylene copolymer)를 몰드 표면 위에 반접착층으로서 증착하고, 그 위에 금속막을 증착하였으며, 공정 조건은 온도 50℃, 압력 0.2MPa 및 공정 진행 시간 5분이고, 패턴의 크기는 600㎚이었다.FIG. 8A is an electron micrograph of an experimental result of transferring a metal film using a Rigid-Flex mold on a very thin polymer-coated substrate. In this experiment, the metal used was gold, and a Teflon-based fluorinated ethylene propylene copolymer (FEP) was deposited on the mold surface as a semi-adhesive layer in order to easily detach the metal film from the surface of the Rigidplex mold. A metal film was deposited thereon, the process conditions were a temperature of 50 ° C., a pressure of 0.2 MPa and a process run time of 5 minutes, and the size of the pattern was 600 nm.

따라서, 본 발명의 발명자들은 본 실험을 통해 리지플렉스 몰드를 이용하여 기판 상에 금속막을 고정밀하게 전이할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention clearly showed that through this experiment, a metal film can be accurately transferred onto a substrate using a Rigid-Flex mold.

도 8b는 아무런 표면 처리도 되어 있지 않은 실리콘 기판 위에 리지플렉스 몰드를 이용하는 패턴 전이법을 통해 금속 패턴을 전이한 실험 결과의 전자 현미경 사진이다. 본 실험에 있어서, 리지틀렉스 몰드 표면에 FEP를 코팅하여 탈착층(반접착층)으로 사용하였으며, 그 위에 금과 티타늄을 순차적으로 증착하였다. 여기에서, 티타늄은 금이 실리콘 기판에 잘 접착될 수 있게 해 주는 역할을 한다. 공정 조건은 100℃의 온도, 1MPa의 압력, 가압 진행 시간 5분이었다.8B is an electron micrograph of an experimental result of transferring a metal pattern by a pattern transfer method using a ridgeflex mold on a silicon substrate not subjected to any surface treatment. In this experiment, the surface of the Rigitrex mold was coated with FEP and used as a desorption layer (semi-adhesive layer), and gold and titanium were sequentially deposited thereon. Here, titanium serves to allow gold to adhere well to the silicon substrate. Process conditions were the temperature of 100 degreeC, the pressure of 1 MPa, and pressurization progress time 5 minutes.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 실리콘 기판 상에 금속 패턴을 고정밀하게 전이할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention clearly showed that as a result of these experiments, the metal pattern on the silicon substrate can be accurately transferred through a thin film transfer technique using a ridgeflex mold.

[실시 예2]Example 2

도 9a 내지 9c는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 단색 유기 발광 소자를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.9A to 9C are flowcharts illustrating a main process of fabricating a monochromatic organic light emitting device through a thin film transition technique using a ridgeplex mold according to another embodiment of the present invention.

도 9a를 참조하면, 지지체(906) 상에 접착 지지되며 양각 부분(908a)과 음각 부분(908b)으로 된 임의의 패턴을 갖는 리지플렉스 몰드(908)의 패턴 면에 테프론 계열의 FEP를 반접착층(910)으로서 증착하고, 그 위에 알루미늄 등의 음전극 물질(912a)과 유기물 다중층(912b)을 순차 증착한다. 여기에서, 유기물 다중층(912b)은, 예컨대 전자 수송 및 녹색 발광 물질인 Alq₃와 정공 수송 물질인 NPB로 된 다중 층이다. 그리고, 반접착층(910)으로서 기능하는 FEP를 리지플렉스 몰드(908)의 패턴 면에 증착하는 것은 리지플렉스 몰드(908)와 음전극 물질(910)간의 접합력을 약화시켜 후속하는 패턴 전이 공정에서 패턴이 기판으로 원활하게 전이되도록 하기 위해서이다.Referring to FIG. 9A, a Teflon-based FEP is semi-adhesive on a pattern surface of a ridgeflex mold 908 that is adhesively supported on a support 906 and has an arbitrary pattern of an embossed portion 908a and an intaglio portion 908b. 910, and a negative electrode material 912a such as aluminum and an organic multilayer 912b are sequentially deposited thereon. Here, the organic multilayer 912b is, for example, a multilayer of Alq ₃ which is an electron transporting and green light emitting material and NPB which is a hole transporting material. Deposition of the FEP, which functions as the semi-adhesive layer 910, on the patterned surface of the ridgeplex mold 908 weakens the bonding force between the ridgeplex mold 908 and the negative electrode material 910 so that the pattern may be removed in a subsequent pattern transfer process. This is to ensure a smooth transition to the substrate.

다음에, 반접착층(910), 음전극 물질(912a) 및 유기물 다중층(912b)이 패턴 면에 순차 증착된 리지플렉스 몰드(908)의 패턴 면을 인듐-주석 산화물이 ITO 전극(904)으로서 코팅된 글라스 기판(902)의 목표 위치에 정렬시킨다. 여기에서, 리지플렉스 몰드(908)는, 전술한 실시 예1에서와 마찬가지로, 경질 몰드와 탄성체 몰드의 중간적인 경도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus를 갖는 몰드로서, 예를 들면 polyurethane(PUA) 몰드 또는 amorphous fluoropolymer 몰드 등을 이용할 수 있다.Next, the indium-tin oxide is coated as the ITO electrode 904 on the pattern side of the ridgeflex mold 908 in which the semi-adhesive layer 910, the negative electrode material 912a, and the organic multilayer 912b are sequentially deposited on the pattern side. The target position of the glass substrate 902 is aligned. Here, the Rigid-Flex mold 908 is a mold having a modulus between 20 MPa and 400 MPa, which is the intermediate hardness of the hard mold and the elastomer mold, as in the above-described Embodiment 1, for example, a polyurethane (PUA) mold or An amorphous fluoropolymer mold or the like can be used.

이어서, 리지플렉스 몰드(908)의 패턴 면을 글라스 기판(902) 상의 목표 위치에 정렬시킨 후, 일 예로서 도 9b에 도시된 바와 같이, 기 설정된 조건, 예컨대 10-50㎏/㎝²의 압력과 대략 50℃의 온도 조건에서 가압 접촉시킨다. 이때, 경질 몰드에서 필요로 하는 압력 및 온도보다 낮은 조건에서 가압 접촉시키는 것은 리지플렉스 몰드가 경질 몰드에 비해 경도가 낮을 뿐만 아니라 유연성을 갖기 때문이다.Subsequently, after aligning the pattern surface of the ridgeplex mold 908 to the target position on the glass substrate 902, as shown in FIG. 9B as an example, a predetermined condition, for example, a pressure of 10-50 kg / cm ² . And pressure contact at approximately 50 ℃ temperature conditions. In this case, the pressure-contacting under conditions lower than the pressure and temperature required for the hard mold is because the Rigid-Flex mold not only has a low hardness but also has flexibility compared to the hard mold.

마지막으로, 가압 접촉 공정을 실시한 후 리지플렉스 몰드(908)를 글라스 기판(902)으로부터 분리하면, 글라스 기판(902) 상에 맞닿았던 패턴 면의 양각 부분(908a) 상에 형성되어 있던 유기물 다중층(912b)과 음전극 물질(912a)이 글라스 기 판(902) 상에 선택적으로 접착(전이)됨으로써, 일 예로서 도 9c에 도시된 바와 같이, 글라스 기판(902) 상에 유기물 다중층(912b)과 음전극 물질(912a)로 된 금속 음극 다중층(912)의 미세 패턴이 완성된다. 여기에서, 패턴 면의 음각 부분(908b)에 형성되어 있는 음전극 물질(912a)과 유기물 다중층(912b)은 그대로 리지플렉스 몰드(908)에 남게 된다.Finally, when the ridgeflex mold 908 is separated from the glass substrate 902 after the pressure contact process is performed, the organic material formed on the embossed portion 908a of the pattern surface that abuts on the glass substrate 902. The layer 912b and the negative electrode material 912a are selectively adhered (transferred) onto the glass substrate 902, so that, for example, as shown in FIG. 9C, the organic multilayer 912b on the glass substrate 902. ) And the fine pattern of the metal cathode multilayer 912 of the negative electrode material 912a is completed. Here, the negative electrode material 912a and the organic multilayer 912b formed in the intaglio portion 908b of the pattern surface remain in the ridgeplex mold 908 as it is.

따라서, 본 실시 예에 따르면, 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 저온/저압의 공정 조건에서 글라스 기판 상에 목표로 하는 패턴(예컨대, 100㎚ 이하의 미세 패턴)을 갖는 단색 유기 발광 소자용의 금속 음극 다중층을 고정밀하게 형성할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, for a monochromatic organic light emitting device having a target pattern (for example, a fine pattern of 100 nm or less) on a glass substrate under a low temperature / low pressure process condition through a thin film transition technique using a ridgeflex mold. The metal cathode multilayer of can be formed with high precision.

[실험 예4]Experimental Example 4

본 발명의 발명자들은 상술한 실시 예2에 따라 마이크로미터 범위에서의 패턴 전이 실험, 즉 리지플렉스 몰드를 이용하여 글라스 기판 상에 유기물과 금속 다중층을 전이하는 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과에 대한 전자 현미경 사진은 도 10a에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention carried out a pattern transfer experiment in the micrometer range, that is, the transfer of the organic material and the metal multilayer on the glass substrate using the Rigid-Flex mold in accordance with Example 2 described above. Electron micrographs are as shown in FIG. 10A.

또한, 10b는 리지플렉스 몰드로 80㎚ 선폭의 패턴을 성형하고, 그 위에 FEP(10㎚)/Al(10㎚)/Alq₃(5㎚)/NPB(5㎚)의 다중층을 증착한 후 50℃의 온도와 10㎏/㎝²의 압력 조건에서 글라스 기판에 가압 접촉한 실험 결과를 촬상한 전자 현미경 사진이다.In addition, 10b was formed by forming a 80 nm line width pattern using a Rigid-Flex mold, and depositing a multilayer of FEP (10 nm) / Al (10 nm) / Alq ₃ (5 nm) / NPB (5 nm) thereon. It is the electron microscope photograph which image | photographed the experiment result which pressed-contacted the glass substrate on the temperature of 50 degreeC, and the pressure conditions of 10 kg / cm <^2> .

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 실리콘 기판 상에 유기물과 금속 다중층으로 된 미세 패턴을 고정밀하게 전이할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Accordingly, the inventors of the present invention clearly showed that as a result of this experiment, a thin film transfer technique using a Rigid-Flex mold can accurately transfer fine patterns of organic and metal multilayers on a silicon substrate.

[실험 예5]Experimental Example 5

본 발명의 발명자들은 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 금속/유기물의 이중 박막을 패터닝하는 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 도 11에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention conducted an experiment of patterning a double thin film of a metal / organic material through a thin film transition technique using a ridgeflex mold, and the experimental results are shown in FIG. 11.

도 11을 참조하면, 리지플렉스 몰드를 이용하여 70㎚/스페이스를 패터닝한 결과로서, 이를 위하여 몰드 표면 위에 탈착이 쉽게 되도록 탈착층(반접착층)으로서 FEP를 20㎚ 두께로 증착한 후 금을 30㎚ 두께로 증착하고, m-MTDATA 라는 유기물층을 20㎚ 두께로 증착하였다.Referring to FIG. 11, as a result of patterning 70 nm / space using a Rigid-Flex mold, for this purpose, after depositing FEP to a thickness of 20 nm as a detachable layer (semi-adhesive layer) on the mold surface, 30 nm of gold was deposited. The film was deposited at a nm thickness, and an organic layer called m-MTDATA was deposited at a thickness of 20 nm.

이후, 이와 같이 금속/유기물 박막이 형성된 몰드를 고분자인 poly vinylphenol 이 코팅된 글라스 기판에 접촉시키고, 50℃의 온도와 0.5MPa 이하의 압력 조건을 유지하면서 5분 동안 공정을 진행한 후 몰드를 분리함으로써 패터닝을 완성하였다.Subsequently, the metal / organic thin film was formed in such a manner that the polymer was contacted with a polyvinylphenol-coated glass substrate, and the process was performed for 5 minutes while maintaining a temperature of 50 ° C. and a pressure condition of 0.5 MPa or less, and then the mold was separated. The patterning was completed by doing.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 기판 상에 금속/유기물로 된 이중층의 미세 패턴을 글라스 기판에 고정밀하게 전이할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Accordingly, the inventors of the present invention clearly showed that as a result of this experiment, the thin pattern transfer technique using the Rigid-Flex mold can accurately transfer the fine pattern of the metal / organic bilayer onto the glass substrate onto the glass substrate. .

[실험 예6]Experimental Example 6

본 발명의 발명자들은 금속막과 고분자막으로 된 이중막을 평판 프레스와 롤링 프레스(롤러 형태로 된 가압기)를 이용하여 기판에 전이하는 실험을 실시하였으 며, 그 결과는 도 12에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention carried out an experiment to transfer a double film consisting of a metal film and a polymer film to a substrate using a flat press and a rolling press (pressor in the form of a roller), and the results are shown in FIG. 12.

도 12를 참조하면, 몰드 표면에 탈착을 쉽게 하기 위하여 FEP막을 얇게 증착한 후 알루미늄을 진공 증착하였으며, 그 위에 poly vinylacetate라는 고분자를 코팅하여 금속/고분자로 된 이중층을 형성하였다.Referring to FIG. 12, in order to easily desorb the mold surface, a thin FEP film was deposited and aluminum was vacuum deposited. A double layer of metal / polymer was formed by coating a polymer called poly vinylacetate thereon.

도 12의 (a)는 이와 같은 금속/고분자 이중층을 평판 프레스를 이용하여 기판에 전이하여 패터닝한 결과의 전자 현미경 사진이고, (b) 및 (c)는 롤링 프레스를 이용하여 50℃의 온도와 0.4MPa의 압력 조건에서 패턴을 전사한 실험 결과의 전자 현미경 사진이다. 이때, (b)는 라인 패턴에 수직이 되게 롤링하였고, (c)는 라인 패턴에 수평이 되게 롤링하였다.12 (a) is an electron micrograph of the result of transferring and patterning such a metal / polymer bilayer onto a substrate by using a flat plate press, and (b) and (c) show a temperature of 50 ° C. using a rolling press. Electron micrograph of the result of the experiment which transferred the pattern under the pressure condition of 0.4MPa. At this time, (b) was rolled to be perpendicular to the line pattern, (c) was rolled to be horizontal to the line pattern.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 평판 프레스 뿐만 아니라 롤링 프레스를 이용하여서도 기판에 이중층의 미세 패턴이 잘 전이됨을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention clearly showed that as a result of this experiment, the fine pattern of the bilayer was well transferred to the substrate not only by using the flat press but also the rolling press.

도 12의 (d)는 SiO₂ 기판 위에 금속/고분자의 이중막 패턴을 형성한 실험 결과의 전자 현미경 사진으로서, 이러한 박막 패턴 전이 공정은 50℃의 온도와 0.8MPa의 압력 조건에서 1분간 실시하였다.FIG. 12 (d) is an electron micrograph of an experimental result of forming a metal / polymer double layer pattern on a SiO ₂ substrate. The thin film pattern transfer process was performed for 1 minute at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 0.8 MPa. .

도 12의 (e)(f)는 앞에서 패터닝한 금속/고분자의 이중층 패턴을 식각 마스크로 하여 SiO₂ 박막을 식각하여 패턴을 전사한 실험 결과의 전자 현미경 사진이며, 이때 식각 가스로는 CF₄/CHF₃를 이용하였다.FIG. 12 (e) (f) is an electron micrograph of an experimental result of etching a SiO ₂ thin film by using a double layer pattern of the metal / polymer patterned as an etch mask as an etching mask, wherein CF ₄ / CHF is used as an etching gas. ₃ was used.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 박막 전이 기법을 통 해 기판 상에 금속/고분자로 된 이중층의 미세 패턴을 기판에 고정밀하게 전이할 수 있으며, 금속/고분자로 된 이중층을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 통해 박막 패턴을 전사할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention can accurately transfer a fine pattern of a metal / polymer bilayer onto a substrate through a thin film transfer technique as a result of this experiment, and convert the metal / polymer bilayer into an etching mask. It was clearly seen that the thin film pattern can be transferred through the etching process.

[실험 예7]Experimental Example 7

본 발명의 발명자들은 FEP(20㎚)/Al(100㎚)/Alq₃(50㎚)/NPB(50㎚)로 된 다중층을 리지플렉스 몰드에 증착하고, 이 다중층을 인듐-주석 산화물 기판 위에 전이하여 녹색 발광 소자를 제작하는 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 도 13a 및 13b에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention deposit a multilayer of FEP (20 nm) / Al (100 nm) / Alq ₃ (50 nm) / NPB (50 nm) into a Rigid-Flex mold, which deposits the indium-tin oxide substrate. The experiment was performed to fabricate the green light emitting device by transition to the above, and the experimental results are shown in FIGS. 13A and 13B.

도 13a는 250×250㎛²의 픽셀 크기를 가지는 수동 패트릭스(passive matrix) 유기 발광 소자의 실험 결과에 대한 사진이고, 13b는 1×1㎜²의 픽셀 크기를 가지는 녹색 유기 발광 소자의 발광 상태를 촬상한 사진이다.FIG. 13A is a photograph of an experimental result of a passive matrix organic light emitting device having a pixel size of 250 × 250 μm ² , and FIG. 13B is a light emission state of a green organic light emitting device having a pixel size of 1 × 1 mm ² . It is a photograph photographed.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 다중층의 녹색 발광 소자를 기판에 고정밀하게 전이할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention clearly showed that as a result of these experiments, the green light emitting device of the multilayer can be accurately transferred to the substrate through the thin film transfer technique using the Rigidplex mold.

[실시 예3]Example 3

도 14a 내지 14f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 풀칼라 유기 발광 소자를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.14A to 14F are flowcharts illustrating a main process of fabricating a full-color organic light emitting diode by using a thin film transition technique using a ridgeplex mold according to another embodiment of the present invention.

도 14a를 참조하면, 지지체(1006) 상에 접착 지지되며 양각 부분과 음각 부 분으로 된 임의의 패턴을 갖는 리지플렉스 몰드(1008)의 패턴 면에 레드 다중층(1010a), 예컨대 반접착층으로서 기능하는 테프론 계열의 FEP(1010a1), 알루미늄 등의 음전극 물질(1010a2)과 레드 유기물 다중층(1010a3)으로 다중층을 순차 증착한다.Referring to FIG. 14A, a red multilayer 1010a, such as a semi-adhesive layer, is applied to the pattern side of the Rigid-Flex mold 1008 adhesively supported on the support 1006 and having an arbitrary pattern of embossed and engraved portions. The multilayers are sequentially deposited with a Teflon-based FEP (1010a1), a negative electrode material (1010a2) such as aluminum, and a red organic material (1010a3).

여기에서, 반접착층으로서 기능하는 FEP(1010a1)를 리지플렉스 몰드(1008)의 패턴 면에 증착하는 것은 리지플렉스 몰드(1008)와 음전극 물질(1010a2)간의 접합력을 약화시켜 후속하는 패턴 전이 공정에서 패턴이 기판으로 원활하게 전이되도록 하기 위해서이다.Here, depositing a FEP 1010a1 functioning as a semi-adhesive layer on the patterned surface of the ridgeplex mold 1008 weakens the bonding force between the ridgeplex mold 1008 and the negative electrode material 1010a2, thereby patterning in a subsequent pattern transfer process. This is for smooth transition to this substrate.

다음에, 레드 다중층(1010a)이 패턴 면에 순차 증착된 리지플렉스 몰드(1008)의 패턴 면을 기판(1002), 즉 ITO 전극(1004)으로서 기능하는 인듐-주석 산화물이 코팅된 글라스 기판(1002)의 목표 위치에 정렬시킨다. 여기에서, 리지플렉스 몰드(1008)는, 전술한 실시 예1 및 2에서와 마찬가지로, 경질 몰드와 탄성체 몰드의 중간적인 경도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus를 갖는 몰드로서, 예를 들면 polyurethane(PUA) 몰드 또는 amorphous fluoropolymer 몰드 등을 이용할 수 있다.Next, a glass substrate coated with an indium-tin oxide which functions as a substrate 1002, i.e., ITO electrode 1004, on the pattern surface of the ridgeflex mold 1008 in which the red multilayer 1010a is sequentially deposited on the pattern surface. In the target position of 1002). Here, the Rigid-Flex Mold 1008 is a mold having a modulus between 20 MPa and 400 MPa, which is an intermediate hardness between the hard mold and the elastomer mold, as in Examples 1 and 2, for example, polyurethane (PUA). A mold or an amorphous fluoropolymer mold can be used.

이어서, 리지플렉스 몰드(1008)의 패턴 면을 글라스 기판(1002) 상의 목표 위치에 정렬시킨 후, 기 설정된 공정 조건에서 가압 접촉시킨다. 이때, 경질 몰드에서 필요로 하는 압력 및 온도보다 낮은 조건에서 가압 접촉시키는 것은 리지플렉스 몰드가 경질 몰드에 비해 경도가 낮을 뿐만 아니라 유연성을 갖기 때문이다.Subsequently, the pattern surface of the ridgeplex mold 1008 is aligned at a target position on the glass substrate 1002, and then contacted under pressure at predetermined process conditions. In this case, the pressure-contacting under conditions lower than the pressure and temperature required for the hard mold is because the Rigid-Flex mold not only has a low hardness but also has flexibility compared to the hard mold.

마지막으로, 가압 접촉 공정을 실시한 후 리지플렉스 몰드(1008)를 글라스 기판(1002)으로부터 분리하면, 글라스 기판(1002)의 ITO 전극(1004) 상에 맞닿았던 패턴 면의 양각 부분 상에 형성되어 있던 레드 다중층(1010a)이 글라스 기판에 선택적으로 접착(전이)됨으로써, 일 예로서 도 14b에 도시된 바와 같이, 글라스 기판(1002)의 ITO 전극(1004) 상에 레드(R) 픽셀(1010)의 미세 패턴이 형성된다. 여기에서, 패턴 면의 음각 부분에 형성되어 있는 레드 다중층(1010a)은 그대로 리지플렉스 몰드(1008)에 남게 된다.Finally, after performing the pressure contact process, the Rigid-Flex mold 1008 is separated from the glass substrate 1002, and is formed on the relief portion of the pattern surface which is abutted on the ITO electrode 1004 of the glass substrate 1002. By selectively adhering (transferring) the existing red multilayer 1010a to the glass substrate, an red (R) pixel 1010 is formed on the ITO electrode 1004 of the glass substrate 1002 as an example, as shown in FIG. 14B. A fine pattern of) is formed. Here, the red multilayer 1010a formed in the intaglio portion of the pattern surface remains in the ridgeplex mold 1008 as it is.

다음에, 글라스 기판(1002)의 ITO 전극(1004)상의 목표 위치에 레드 픽셀(1010)의 미세 패턴을 전이하는 상술한 방법에서와 동일한 공정을 실시하여 그린 다중층(1012a)을 ITO 전극(1004)의 목표 위치에 선택적으로 전이시킴으로써, 일 예로서 도 14c 및 14d에 도시된 바와 같이, 글라스 기판(1002)의 ITO 전극(1004) 상에 그린(G) 픽셀(1012)의 미세 패턴을 형성한다.Next, the green multilayer 1012a is applied to the ITO electrode 1004 by performing the same process as in the above-described method of transferring the fine pattern of the red pixel 1010 to the target position on the ITO electrode 1004 of the glass substrate 1002. By selectively transitioning to the target position of the C), a fine pattern of the green (G) pixel 1012 is formed on the ITO electrode 1004 of the glass substrate 1002 as an example, as shown in FIGS. 14C and 14D. .

마찬가지로, 글라스 기판(1002)의 ITO 전극(1004)상의 목표 위치에 레드 픽셀(1010)과 그린 픽셀(1012)의 미세 패턴을 전이하는 상술한 방법에서와 동일한 공정을 실시하여 블루 다중층(1014a)을 ITO 전극(1004)의 목표 위치에 선택적으로 전이시킴으로써, 일 예로서 도 14e 및 14f에 도시된 바와 같이, 글라스 기판(1002)의 ITO 전극(1004) 상에 블루(B) 픽셀(1014)의 미세 패턴을 형성한다.Similarly, the blue multilayer 1014a is subjected to the same process as in the above-described method of transferring the fine pattern of the red pixel 1010 and the green pixel 1012 to the target position on the ITO electrode 1004 of the glass substrate 1002. Is selectively shifted to the target position of the ITO electrode 1004, and as an example, the blue (B) pixel 1014 of the blue (B) pixel 1014 on the ITO electrode 1004 of the glass substrate 1002, as shown in Figs. 14E and 14F. Form a fine pattern.

따라서, 본 실시 예에 따르면, 리지플렉스 몰드를 이용하는 세 번의 박막 전이 기법을 적용하여 섀도우 마스크 없이 글라스 기판 상에 100㎚ 이하의 미세 패턴을 갖는 풀칼라 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, three thin film transfer techniques using a Rigid-Flex mold may be applied to fabricate a full color organic light emitting device having a fine pattern of 100 nm or less on a glass substrate without a shadow mask.

[실험 예8]Experimental Example 8

본 발명의 발명자들은 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 풀칼라 유기 발광 소자를 제작하는 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 도 15에 도시된 바와 같다.The inventors of the present invention conducted an experiment to fabricate a full color organic light emitting device through a thin film transfer technique using a ridgeflex mold, the experimental results are as shown in FIG.

도 15를 참조하면, (a)는 글라스 기판 상에 레드 발광 구조만을 전이한 실험 결과의 발광 사진이고, (b)는 글라스 기판 상에 레드 발광 구조와 그린 발광 구조를 전이한 실험 결과의 발광 사진이며, (c)는 글라스 기판 상에 레드 발광 구조, 그린 발광 구조 및 블루 발광 구조 모두를 전이한 실험 결과의 발광 사진이다.Referring to FIG. 15, (a) is a light emission photograph of an experimental result of transferring only a red light emitting structure on a glass substrate, and (b) is a light emission photograph of an experimental result of transferring a red light emitting structure and a green light emitting structure on a glass substrate. (C) is a luminescence photograph of the experimental result which transferred all of the red luminescence structure, green luminescence structure, and blue luminescence structure on a glass substrate.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 실험의 결과로서 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 글라스 기판 상에 풀칼라 유기 발광 소자를 제작할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.Therefore, the inventors of the present invention clearly showed that as a result of the experiment, a full color organic light emitting device can be fabricated on a glass substrate through a thin film transfer technique using a ridgeflex mold.

다음에, 본 발명에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 유기박막 트랜지스터를 제작하는 과정에 대하여 설명한다.Next, a process of fabricating an organic thin film transistor through a thin film transition technique using a ridgeflex mold according to the present invention will be described.

잘 알려진 바와 같이, 유기박막 트랜지스터는 스태거드(staggered) 구조, 역스태거드(inverted staggered) 구조, 코플라나(coplanar) 구조, 역코플라나(inverted coplanar) 구조 등이 있는데, 본 발명에서는 대표적인 실시 예로서 스태거드 구조와 역스태거드 구조의 유기박막 트랜지스터를 제작하는 과정에 대하여 설명한다.As is well known, organic thin film transistors include a staggered structure, an inverted staggered structure, a coplanar structure, an inverted coplanar structure, and the like. Next, a process of fabricating an organic thin film transistor having a staggered structure and an inverse staggered structure will be described.

[실시 예4]Example 4

도 16a 내지 16e는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 역스태거드 구조의 유기박막 트랜지스터를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.16A through 16E are flowcharts illustrating a main process of fabricating an organic thin film transistor having an inverse staggered structure through a thin film transition technique using a ridgeplex mold according to another embodiment of the present invention.

도 16a를 참조하면, 이 기술분야에서 널리 이미 알려진, 증착, 선택적 식각 등의 공정을 실시하여 기판(1602) 상에 임의의 패턴을 갖는 게이트 전극(1604)을 형성하고, 다시 증착 공정을 수행하여 기판 전면에 걸쳐 절연 물질을 형성한 다음 그 상부를 평탄화 시킴으로써 게이트 전극(1604)을 매립하는 형태를 갖는 절연막(1606)을 형성한다.Referring to FIG. 16A, a process of deposition, selective etching, or the like, which is well known in the art, may be performed to form a gate electrode 1604 having an arbitrary pattern on a substrate 1602, and then performing a deposition process. An insulating material 1606 having a form of filling the gate electrode 1604 is formed by forming an insulating material over the entire surface of the substrate and then planarizing an upper portion thereof.

다음에, 양각 부분과 음각 부분으로 된 임의의 패턴을 갖는 리지플렉스 몰드(1608)의 패턴 면에 유기물 반도체 물질(예컨대, 펜타센 등)(1610a)을 증착한 후, 일 예로서 도 16b에 도시된 바와 같이, 기판(1602)의 목표 위치에 정렬시킨다. 여기에서, 리지플렉스 몰드(1608)는, 전술한 실시 예1, 2 및 3에서와 마찬가지로, 경질 몰드와 탄성체 몰드의 중간적인 경도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus를 갖는 몰드로서, 예를 들면 polyurethane(PUA) 몰드 또는 amorphous fluoropolymer 몰드 등을 이용할 수 있다.Next, an organic semiconductor material (eg, pentacene, etc.) 1610a is deposited on the pattern side of the ridgeplex mold 1608 having an arbitrary pattern of embossed portions and intaglio portions, and then shown in FIG. 16B as an example. As shown, it is aligned to the target position of the substrate 1602. Here, the rigid flex mold 1608 is a mold having a modulus between 20 MPa and 400 MPa, which is an intermediate hardness between the hard mold and the elastomer mold, as in the above-described Examples 1, 2, and 3, for example, polyurethane ( PUA) mold or amorphous fluoropolymer mold, and the like can be used.

이어서, 리지플렉스 몰드(1608)의 패턴 면을 기판(1602) 상의 목표 위치에 정렬시킨 후, 일 예로서 도 16c에 도시된 바와 같이, 기 설정된 공정 조건에서 가압 접촉시킨다. 이때, 경질 몰드에서 필요로 하는 압력 및 온도보다 낮은 조건에서 가압 접촉시키는 것은 리지플렉스 몰드가 경질 몰드에 비해 경도가 낮을 뿐만 아니라 유연성을 갖기 때문이다. 즉, 본 실시 예에서는 수 ㎏/㎝² 내지 수백 ㎏/㎝² 정도의 압력과 200℃ 이하의 상온 조건에서 가압 접촉 공정을 실시한다.Subsequently, the patterned surface of the ridgeplex mold 1608 is aligned at a target position on the substrate 1602, and then press-contacted under predetermined process conditions as shown in FIG. 16C as an example. In this case, the pressure-contacting under conditions lower than the pressure and temperature required for the hard mold is because the Rigid-Flex mold not only has a low hardness but also has flexibility compared to the hard mold. That is, in the present embodiment, the pressure contact process is performed under a pressure of several kg / cm ² to several hundred kg / cm ² and room temperature of 200 ° C. or less.

다시, 가압 접촉 공정을 실시한 후 리지플렉스 몰드(1608)를 기판(1602)으로부터 분리하면, 기판(1602) 상에 맞닿았던 패턴 면의 양각 부분에 형성되어 있던 유기물 반도체 물질(1610a)이 기판(1602)의 절연막(1606) 상에 선택적으로 접착(전이)됨으로써, 일 예로서 도 16d에 도시된 바와 같이, 절연막(1606) 상의 목표 위치에 유기물 반도체 층(1610)이 형성된다.When the rigid flex mold 1608 is separated from the substrate 1602 after the pressure contact process, the organic semiconductor material 1610a formed on the embossed portion of the pattern surface that is in contact with the substrate 1602 is formed of the substrate ( By selectively adhering (transferring) on the insulating film 1606 of 1602, as an example, as shown in FIG. 16D, the organic semiconductor layer 1610 is formed at a target position on the insulating film 1606.

이어서, 전통적인 증착, 선택적 식각 등의 공정을 실시하여 기판(1602) 상에 임의의 패턴, 즉 유기물 반도체 층(1610)의 양 측면 일부를 매립하는 형태의 패턴을 갖는 소오스/드레인 전극(1612)을 형성함으로써, 일 예로서 16e에 도시된 바와 같이, 역스태거드 구조의 유기박막 트랜지스터를 완성한다.Subsequently, a source / drain electrode 1612 having an arbitrary pattern, that is, a pattern in which a portion of both sides of the organic semiconductor layer 1610 is embedded on the substrate 1602 may be formed by performing a conventional deposition, selective etching, or the like process. By forming, as an example, as shown in 16e, an organic thin film transistor having an inverse staggered structure is completed.

한편, 본 실시 예에서는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 형성된 유기물 반도체 물질이 기판으로 잘 전이되도록 하기 위하여 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 유기물 반도체 물질을 형성하기 전에 반접착층을 먼저 형성할 수 있으며, 이를 통해 기판으로의 유기물 반도체 물질 전이(선택적인 전이)를 원활하게 할 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, in order to transfer the organic semiconductor material formed on the patterned surface of the ridgeplex mold to the substrate, the semi-adhesive layer may be first formed before forming the organic semiconductor material on the patterned surface of the ridgeplex mold. The organic semiconductor material transition (selective transition) to the substrate can be facilitated.

상기와는 달리, 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 형성되는 유기물 반도체 물질 위에 접착층을 형성하거나 혹은 기판의 절연막 상에 접착층을 형성할 수 있으며, 이를 통해 기판으로의 유기물 반도체 물질 전이(선택적인 전이)를 원활하게 할 수 있다.Unlike the above, the adhesive layer may be formed on the organic semiconductor material formed on the pattern surface of the rigid flex mold, or the adhesive layer may be formed on the insulating film of the substrate, thereby allowing the organic semiconductor material transition (selective transition) to the substrate. I can do it smoothly.

따라서, 본 실시 예에 따르면, 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 역스태거드 구조를 갖는 유기박막 트랜지스터용의 유기물 반도체 층을 간단하게 제작할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, an organic semiconductor layer for an organic thin film transistor having an inverse staggered structure may be easily manufactured through a thin film transition technique using a ridgeplex mold.

[실시 예5]Example 5

도 17a 내지 17d는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 스태거드 구조의 유기박막 트랜지스터를 제작하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.17A to 17D are flowcharts illustrating a main process of fabricating an organic thin film transistor having a staggered structure through a thin film transition technique using a ridgeplex mold according to another embodiment of the present invention.

도 17a를 참조하면, 이 기술분야에서 널리 이미 알려진, 증착, 선택적 식각 등의 공정을 실시하여 기판(1702) 상에 임의의 패턴을 갖는 소오스/드레인 전극(1704)을 형성한다.Referring to FIG. 17A, processes such as deposition, selective etching, and the like, which are well known in the art, may be performed to form source / drain electrodes 1704 having arbitrary patterns on the substrate 1702.

다음에, 양각 부분과 음각 부분으로 된 임의의 패턴을 갖는 리지플렉스 몰드(1706)의 패턴 면에 게이트 전극 물질(1708a), 절연막 물질(1710a) 및 유기물 반도체 물질(예컨대, 펜타센 등)(1712a)을 순차 증착한 후, 일 예로서 도 17b에 도시된 바와 같이, 기판(1702)의 목표 위치에 정렬시킨다. 여기에서, 리지플렉스 몰드(1706)는, 전술한 실시 예4에서와 마찬가지로, 경질 몰드와 탄성체 몰드의 중간적인 경도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus를 갖는 몰드로서, 예를 들면 polyurethane(PUA) 몰드 또는 amorphous fluoropolymer 몰드 등을 이용할 수 있다.Next, a gate electrode material 1708a, an insulating film material 1710a, and an organic semiconductor material (e.g., pentacene, etc.) 1712a are formed on the pattern surface of the ridgeflex mold 1706 having an arbitrary pattern of an embossed portion and an engraved portion. ) Is sequentially deposited and then aligned to the target position of the substrate 1702, as shown in FIG. 17B as an example. Here, the Rigid-Flex Mold 1706 is a mold having a modulus between 20 MPa and 400 MPa, which is an intermediate hardness between the hard mold and the elastomer mold, as in Example 4, for example, a polyurethane (PUA) mold or An amorphous fluoropolymer mold or the like can be used.

이어서, 리지플렉스 몰드(1706)의 패턴 면을 기판(1702) 상의 목표 위치(예컨대, 소오스와 드레인 사이의 노출된 기판 영역)에 정렬시킨 후, 일 예로서 도 17c에 도시된 바와 같이, 기 설정된 공정 조건에서 가압 접촉시킨다. 이때, 경질 몰드에서 필요로 하는 압력 및 온도보다 낮은 조건에서 가압 접촉시키는 것은 리지플렉스 몰드가 경질 몰드에 비해 경도가 낮을 뿐만 아니라 유연성을 갖기 때문이다.Subsequently, after aligning the patterned surface of the ridgeplex mold 1706 to a target position on the substrate 1702 (eg, an exposed substrate region between the source and the drain), the preset surface is set as an example, as shown in FIG. 17C. Press contact under process conditions. In this case, the pressure-contacting under conditions lower than the pressure and temperature required for the hard mold is because the Rigid-Flex mold not only has a low hardness but also has flexibility compared to the hard mold.

마지막으로, 가압 접촉 공정을 실시한 후 리지플렉스 몰드(1706)를 기판(1702)으로부터 분리하면, 기판(1702) 상에 맞닿았던 패턴 면의 양각 부분에 형성되어 있던 다중층, 즉 유기물 반도체 물질(1712a), 절연막 물질(1710a) 및 게이트 전극 물질(1708a)로 된 다중층이 기판(1702) 상의 목표 위치(즉, 소오스와 드레인 사이)에 선택적으로 접착(전이)됨으로써, 일 예로서 도 17d에 도시된 바와 같이, 소오스/드레인 전극(1704) 상에 순차 형성되는 유기물 반도체 층(1712), 절연막(1710) 및 게이트 전극(1708)을 완성한다.Finally, after performing the pressure contact process, the Rigid-Flex mold 1706 is separated from the substrate 1702, and the multilayer, that is, the organic semiconductor material formed on the embossed portion of the pattern surface that is in contact with the substrate 1702 ( 1712a, a multilayer of insulating film material 1710a and gate electrode material 1708a is selectively adhered (transitioned) to a target location on the substrate 1702 (ie, between source and drain), as an example in FIG. 17D. As illustrated, the organic semiconductor layer 1712, the insulating layer 1710, and the gate electrode 1708 that are sequentially formed on the source / drain electrode 1704 are completed.

즉, 본 실시 예에 따르면, 리지플렉스 몰드를 이용하는 한 번의 박막 전이 기법을 통해 유기물 반도체 층, 절연막 및 게이트 전극을 동시에 형성할 수 있다.That is, according to the present exemplary embodiment, the organic semiconductor layer, the insulating layer, and the gate electrode may be simultaneously formed through one thin film transfer technique using a ridgeplex mold.

한편, 본 실시 예에서는 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 형성된 다중층(유기물 반도체 물질, 절연막 물질, 게이트 전극 물질)이 기판으로 잘 전이되도록 하기 위하여 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 다중층을 형성하기 전에 반접착층을 먼저 형성할 수 있으며, 이를 통해 기판으로의 다중층 전이(선택적인 전이)를 원활하게 할 수 있다.On the other hand, in this embodiment, in order for the multiple layers (organic semiconductor material, insulating film material, gate electrode material) formed on the pattern surface of the ridgeplex mold to be well transferred to the substrate, before forming the multilayer on the pattern surface of the ridgeplex mold, The adhesive layer can be formed first, thereby facilitating a multilayer transition (selective transition) to the substrate.

상기와는 달리, 리지플렉스 몰드의 패턴 면에 형성되는 유기물 반도체 물질 위에 접착층을 형성하거나 혹은 기판과 소오스/드레인 상에 접착층을 형성할 수 있으며, 이를 통해 기판으로의 다중층 전이(선택적인 전이)를 원활하게 할 수 있다.Unlike the above, an adhesive layer may be formed on the organic semiconductor material formed on the pattern side of the Rigidplex mold, or an adhesive layer may be formed on the substrate and the source / drain, thereby forming a multilayer transition to the substrate (selective transition). You can do it smoothly.

따라서, 본 실시 예에 따르면, 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 스태거드 구조를 갖는 유기박막 트랜지스터를 간단하게 제작할 수 있다.Therefore, according to the present exemplary embodiment, an organic thin film transistor having a staggered structure may be easily manufactured through a thin film transition technique using a ridgeflex mold.

도 18은 유기물 반도체로 펜타센을 사용하여 증착 방법을 통해 제작한 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 나타낸 그래프이고, 도 19는 유기물 반도체로 펜타센을 사용하여 본 발명에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 제작한 유기박막 트랜지스터의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 18 is a graph illustrating electrical characteristics of an organic thin film transistor fabricated by a deposition method using pentacene as an organic semiconductor, and FIG. 19 is a thin film transition using a ridgeflex mold according to the present invention using pentacene as an organic semiconductor. This graph shows the electrical characteristics of the organic thin film transistor fabricated by the method.

도 18 및 19를 참조하면, 각각의 방법으로 제작한 유기박막 트랜지스터의 성능은 비슷하며, 유기물 반도체 박막의 전하이동도(carrier mobility) 또한 0.45V/㎝²sec와 0.40V/㎝²sec로 거의 유사함을 알 수 있다.Referring to Figures 18 and 19, the performance of an organic thin-film transistor produced by each method are similar, and the charge mobility of the organic semiconductor thin film is also (carrier mobility) also almost as 0.45V / ㎝ ² sec and 0.40V / ㎝ ² sec It can be seen that similarity.

즉, 본 발명의 발명자들은 본 발명에 따라 리지플렉스 몰드를 이용하는 박막 전이 기법을 통해 유기박막 트랜지스터를 제작하더라도 기존의 섀도우 마스크를 이용한 증착 방법으로 제작한 유기박막 트랜지스터와 비교할 때 성능 저하가 결코 일어나지 않음을 분명하게 알 수 있었다.That is, the inventors of the present invention, even when fabricating an organic thin film transistor through a thin film transition technique using a ridgeflex mold according to the present invention, the performance is never degraded compared to the organic thin film transistor manufactured by the deposition method using a conventional shadow mask. I could see clearly.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the foregoing description, the present invention has been described with reference to preferred embodiments, but the present invention is not necessarily limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be modified without departing from the spirit of the present invention. It will be readily appreciated that branch substitutions, modifications and variations are possible.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 무기물 경질 몰드(hard mold)를 이용하는 종래의 고분자 접착법, 역각인 리소그래피, 냉간 압접법 등과 탄성체 몰드를 이용하는 종래의 미세 접촉 인쇄법, 나노 전이 인쇄법 등과는 달리, 경질 몰드와 탄성체 몰드의 중간적인 경도, 즉 Young's modulus 값이 PDMS와 같은 탄성체 고분자 몰드의 Young's modulus인 10MPa 보다 크고 실리콘웨이퍼와 같은 경질 몰드의 Young's modulus인 100GPa 보다 작으면서 대략 그 중간 정도인 20MPa 내지 400MPa 사이의 modulus를 갖는 리지플렉스 몰드를 사용함으로써 공정 압력을 낮추고, 필름 형태의 몰드를 형성할 수 있으며, 대면적 응용이 용이하고 재사용성이 높으며, 몰드의 복제가 간단할 뿐만 아니라 별도의 표면 처리를 필요로 하지 않으면서도 금속 또는 무기물 및 유기물 박막을 전이하여 미세 패턴을 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, unlike the conventional polymer adhesion method using an inorganic hard mold, the reverse angle lithography, the cold welding method and the conventional fine contact printing method using the elastic mold, the nano-transfer printing method, etc. The intermediate hardness of the hard mold and the elastomer mold, that is, the Young's modulus value is greater than 10 MPa, which is Young's modulus of an elastomeric polymer mold such as PDMS, and is approximately 20 MPa, which is less than about 100 GPa, which is the Young's modulus of a hard mold such as silicon wafer. By using a Rigid-Flex mold with a modulus between 400 MPa, process pressure can be reduced, film-form molds can be formed, large-area applications are easy and reusable, molds can be duplicated, as well as separate surface treatments Microplates can be transferred by transferring thin films of metals or inorganic materials and organic materials without requiring You can form a turn.

Claims

A method of forming a target fine pattern on a substrate using a mold having an arbitrary pattern surface,

Forming a fine pattern material on the pattern side of the Rigid-Flex mold having a young's modulus between 20 MPa and 400 MPa,

Aligning the pattern surface of the ridgeflex mold to a target position of a substrate to form a fine pattern;

Pressurizing the Rigid-Flex mold to the substrate at a predetermined pressure and temperature condition;

A process of forming a fine pattern of a thin film by separating the ridgeflex mold and selectively remaining the fine pattern material formed on the embossed portion of the pattern surface on the substrate

Fine pattern formation method using a thin film transition technique comprising a.

The method of claim 1,

The fine pattern of the thin film is a fine pattern forming method using a thin film transition method, characterized in that the fine pattern of 100nm or less.

The method of claim 1,

The method may further include forming a semi-adhesive layer before forming the fine pattern material on the pattern surface of the Rigid-Flex mold.

The method of claim 3, wherein

The semi-adhesive layer is a fine pattern formation method using a thin film transfer technique, characterized in that the Teflon (Feflon) -based material fluorinated ethylene propylene copolymer (FEP).

The method of claim 1,

The method may further include forming an adhesive layer on the fine pattern material before the press contact.

The method of claim 1,

The method further comprises forming an adhesive layer on the substrate before the pressure contact.

The method according to any one of claims 1 to 6,

The ridgeplex mold is a polyurethane (PUA) mold or an amorphous fluoropolymer mold, characterized in that the fine pattern formation method using a thin film transfer technique.

The method according to any one of claims 1 to 6,

The fine pattern is a fine pattern forming method using a thin film transition method, when the substrate is an organic light emitting device substrate, any one of a hole transport material, an electron transport material, a light emitting material or two or more composite layers.

The method according to any one of claims 1 to 6,

The fine pattern is a fine pattern formation method using a thin film transition method, characterized in that any one of a gate electrode, an organic semiconductor thin film, a source / drain electrode, when the substrate is a substrate for an organic thin film transistor.

The method according to any one of claims 1 to 6,

And the fine pattern is a black matrix for LCD when the substrate is an LCD substrate.

The method according to any one of claims 1 to 6,

The fine pattern is a fine pattern forming method using a thin film transition method, characterized in that the metal wiring of the electric element.

The method according to any one of claims 1 to 6,

The fine pattern is a fine pattern forming method using a thin film transition method, characterized in that the metal line pattern of the polarizing plate.

The method according to any one of claims 1 to 6,

The ridgeflex mold is a micro pattern forming method using a thin film transfer technique, characterized in that the pressure contact by using a roller press (rolling press).

The method according to any one of claims 1 to 6,

Pressurized contact of the Rigid-Flex mold, the method of forming a fine pattern using a thin film transfer technique, characterized in that carried out in a relatively low condition compared to the pressure and temperature when using a rigid mold.

A method of forming a fine pattern for a monochromatic organic light emitting device having a metal cathode multilayer,

Performing an evaporation process to form an ITO electrode having an arbitrary pattern on the glass substrate,

Forming a negative electrode material and an organic multilayer on the pattern side of the Rigid-Flex mold having a hardness of 20 MPa to 400 MPa,

Aligning the pattern surface of the Rigid-Flex mold to a target position of the ITO electrode and then making pressure contact with the glass substrate at a predetermined pressure and temperature condition;

Separating the ridgeflex mold to selectively leave the negative electrode material and the organic material multilayer formed on the embossed portion of the pattern surface on the ITO electrode to form the metal cathode multilayer having a fine pattern of a thin film;

The method of claim 15,

The method may further include forming a semi-adhesive layer before forming the negative electrode material and the organic material multilayer on the pattern surface of the ridgeplex mold.

The method of claim 16,

A method of forming a fine pattern for a full color organic light emitting device having red pixels, green pixels, and blue pixels,

Performing a deposition process to form an ITO electrode having an arbitrary pattern on a glass substrate;

A second process of sequentially forming a negative electrode material and a red organic multilayer on the pattern side of the Rigid-Flex mold having a hardness of 20 MPa to 400 MPa to form a red multilayer;

A third process of aligning the pattern surface of the Rigidplex mold to a target position of the ITO electrode and then contacting the glass substrate under a predetermined pressure and temperature condition;

A fourth process of forming the red pixel in a fine pattern of a thin film by separating the ridgeflex mold and selectively remaining the red multilayer formed on the embossed portion of the pattern surface on the ITO electrode;

A fifth process of forming the green pixels in a fine pattern of a thin film at a target position on the ITO electrode by performing the second to fourth processes using the negative electrode material and the green organic multilayer;

A sixth process of forming the blue pixels in a fine pattern of a thin film at a target position on the ITO electrode by performing the second to fourth processes using the negative electrode material and the blue organic material multilayer

The method of claim 18,

The method of claim 19,

A method of forming a fine pattern for an organic thin film transistor having a gate electrode, an organic semiconductor layer, and a source / drain electrode,

Performing a first deposition and selective etching process to form the gate electrode having an arbitrary pattern on the substrate and an insulating film in which the gate electrode is embedded;

Forming an organic semiconductor material on the pattern side of the Rigid-Flex mold having a Young's modulus between 20 MPa and 400 MPa,

Aligning the pattern surface of the ridgeplex mold to a target position of the insulating film, and then contacting the ridgeplex mold to the substrate at a predetermined pressure and temperature condition;

Separating the ridgeflex mold to selectively retain the organic semiconductor material formed on the embossed portion of the pattern surface on the insulating film, thereby forming the organic semiconductor layer in a fine pattern of a target thin film;

Performing a second deposition and selective etching process to form the source / drain having a pattern in which a part of both sides of the organic semiconductor layer is buried

The method of claim 21,

The method may further include forming a semi-adhesive layer before forming the organic semiconductor material on the pattern surface of the ridgeplex mold.

The method of claim 21,

The method may further include forming an adhesive layer on the organic semiconductor material prior to the pressure contact.

The method of claim 21,

The method further comprises the step of forming an adhesive layer on the insulating film before the pressing contact.

The method according to any one of claims 21 to 24,

The organic semiconductor material is pentacene, fine pattern formation method using a thin film transition method.

A method of forming a fine pattern for an organic thin film transistor having a source / drain electrode, an organic semiconductor layer, an insulating film, and a gate electrode,

Forming a source / drain electrode having an arbitrary pattern on a substrate by performing a deposition and selective etching process;

Forming a multilayer by sequentially depositing a gate electrode material, an insulating material, and an organic semiconductor material on a pattern surface of a Rigid-Flex mold having a hardness of 20 MPa to 400 MPa;

Aligning the pattern side of the Rigidplex mold to a target position on the substrate and the source / drain, and then pressing the Rigidflex mold to the substrate at a predetermined pressure and temperature condition;

Separating the ridgeflex mold and selectively remaining the multilayer formed on the embossed portion of the pattern surface on the substrate and the source / drain, thereby forming the organic semiconductor layer, the insulating film, Process of forming a gate electrode

The method of claim 27,

The method further comprises forming a semi-adhesive layer before forming the multilayer on the pattern side of the Rigid-Flex mold.

The method of claim 27,

The method further comprises forming an adhesive layer on the multilayer before the pressure contact.

The method of claim 27,

The method further comprises forming an adhesive layer on the substrate and the source / drain before the pressure contact.

The method according to any one of claims 27 to 30,