使用粒子排列的涂敷方法及由此制成的粒子涂敷的基板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用粒子排列（particlealignment)的涂敷方法及由此制成的 粒子涂敷的基板，更具体而言，本发明涉及如下使用粒子排列的涂敷方法及由此制成的粒 子涂敷的基板，所述使用粒子排列的涂敷方法能够以高密度单层形式涂覆大量粒子。
【背景技术】
[0002] 将纳米等级或微米等级的粒子排列在基底上以涂敷基底的涂敷技术在众多领域 受到热捧。例如，该涂敷技术能够应用在记忆元件、线性及非线性光学元件、光电元件、光掩 模、沉积掩模、化学传感器、生化传感器、医学分子检测器、染料敏化太阳能电池、薄膜太阳 能电池、细胞培养器、植入物表面等。
[0003] 用排列的粒子涂覆基底的技术以朗格缪尔-布洛杰特（Langmuir-Blodgett，LB) 方法（以下简称"LB方法"）较为著名。在LB方法中，包含分散于溶剂的粒子的溶液浮在 水面上，并以物理方法压缩而形成薄膜。韩国公开专利第10-2006-2146号公开了使用该LB 方法的技术。
[0004] 但是，在LB方法中，为了使粒子在溶剂内进行自组装，需要精确调节温度、湿度 等。而且，基底上的粒子的表面特性（例如，疏水性、电荷特性、表面粗糙度）等会对粒子移 动造成影响。因此，粒子可能聚集而无法均匀地施加于基板上。具体而言，可能会有大的基 底区域未被粒子涂敷，并且会在彼此接触而聚集的粒子之处形成晶界（grainboundary)， 从而出现很多缺陷。
【发明内容】
[0005] 解决的技术课题
[0006] 本发明的目的在于，提供一种使用粒子排列的涂敷方法，其中，可使用简单方法将 粒子均匀地施加于基板；并且，提供使用该涂敷方法制成的粒子涂敷的基板。
[0007] 解决课题的技术方案
[0008] 本发明的实施方式提供使用粒子排列的涂敷方法，其包括：制备粘附性聚合物基 板；及，将大量粒子置于上述粘附性聚合物基板上，并将粒子压向上述粘附性聚合物基板， 以使粒子涂敷上述粘附性聚合物基板，同时在上述粘附性聚合物基板上形成分别对应上述 粒子的凹入部。
[0009] 本发明的实施方式提供粒子涂敷的基板，其包括：粘附性聚合物基板；由上述基 板的弹力形成的可逆的凹入部；及，分别位于上述凹入部且排列于上述基板的粒子。
[0010] 有益效果
[0011] 根据本发明，使用粒子排列的涂敷方法不使用溶剂或助粘附剂，其通过在粘附性 聚合物基板上对干燥的粒子施加压力而形成涂敷层。
[0012] 此时，粒子接触粘附性聚合物基板时，具备柔韧性的粘附性聚合物基板的表面受 到表面张力影响而以包裹粒子的一部分的形态进行变形。因此在粘附性聚合物基板的表面 上形成对应于粒子的凹入部而得以提高结合特性。粘附性聚合物基板表面的形态方面的变 形具备可逆特性而使得接触到基板的粒子轻易地进行二维运动，从而能够轻易地让粒子的 分布重新进行排列。
[0013] 通过该形态方面的变形提升粒子粘结性时，能够降低对于粒子表面特性及聚合物 基板种类的依赖性而得以把具备各种表面特性的粒子涂敷成单层。因此，形成涂敷层时不 需要针对自组装及旋涂时所要求的温度、湿度、粒子浓度等环境进行精确调节，从而得以在 较广泛的环境及条件下轻易地把具备各种表面特性的粒子予以涂敷。不仅是粒子为带电性 材料或能够轻易进行氢结合的材料时能够以高密度均匀地实现单层粒子涂敷，即使是该粒 子为非带电性（在电荷上趋近于中性）及疏水性材料也能够以高密度均匀地实现单层粒子 涂敷。
[0014]因此，根据本发明，能够利用简单的方法把粒子均匀地分布到粘附性聚合物基板 上并形成具备高密度的单层。
【附图说明】
[0015] 通过以下详细描述并结合附图，将会更清楚地理解本发明的上述以及其他目的、 特点和优点，其中：
[0016] 图1A到图1C是说明根据本发明的实施方式使用粒子排列的涂敷方法的截面图。
[0017]图2A及图2B是示出根据本发明的实施方式使用粒子排列的涂敷方法形成的涂敷 层被清除后粘附性聚合物基板的各种例示截面图。
[0018] 图3A到图3F是本发明的实验例1中Si02粒子的平均粒径为160nm、330nm、740nm、 1480nm、3020nm和5590nm时所形成的涂敷层的电子显微镜（SEM)照片。
[0019] 图4A及图4B是本发明的实验例2中聚苯乙烯粒子的平均粒径为800nm和2010mn 时所形成的涂敷层的电子显微镜照片。
[0020] 图5A到图?是本发明的实验例3中粘附性聚合物基板、SiO^敷层、Ag3P04涂敷 层、Ti02涂敷层的电子显微镜照片。
[0021] 图6A到图6D是本发明的实验例3中把粘附性聚合物基板、形成了 3102涂敷层的 粘附性聚合物基板、形成了Ag3P04涂敷层的粘附性聚合物基板、形成了Ti02涂敷层的粘附 性聚合物基板置于印刷字体上后拍摄的照片。
[0022] 图7A到图7C是本发明的实验例4中把形成于玻璃基板、聚苯乙烯基板及粘附性 聚合物基板的Si02涂敷层放大1000倍、6000倍的激光扫描共聚焦显微镜（CLSM)照片。
[0023]图8A到图8C是本发明的实验例5中粒子脱落部位及使用再涂敷形成的涂敷层的 CLSM照片。
[0024] 图9A及图9B是本发明的实验例6中实施例及比较例的第二5102涂敷层的CLSM 与电子显微镜照片。
[0025] 图10是本发明的实验例7中5102涂敷层上清除了粒子的区域的原子力显微镜 (AFM)图像。
[0026]图11是本发明的实验例8中形成于直径15cm的有盖培养皿基板的Si02涂敷层 的照片。
[0027] 图12A到图12C是本发明的实验例9中形成的涂敷层的正面电子显微镜照片。
[0028] 图13A到图13C是本发明的实验例9中形成的涂敷层的侧面电子显微镜照片。
[0029]图14是本发明的实验例9中利用粘结带使涂敷层的一部分粒子脱落后拍摄的AFM 图像及涂敷层上的线轮廓。
[0030] 图15A及图15B是示出本发明的实验例9中形成于玻璃基板、5%PDMS基板、10% PDMS基板、20%PDMS基板的5102涂敷层或PS涂敷层、胺（+电荷）SiO2涂敷层的平均粒子 高度及下降率曲线图。
[0031] 图16A及图16B是示出本发明的实验例9中利用平均粒径为300nm的Si02粒子 在玻璃基板、5%PDMS基板、10%PDMS基板、20%PDMS基板上形成的涂敷层的平均粒子高 度及下降率曲线图。
[0032] 图17A及图17B是示出本发明的实验例9利用平均粒径为150、300、750、1500nm 的粒子形成的涂敷层的平均粒子高度及下降率的曲线图。
[0033] 图18A到图18C是本发明的实验例10在7、10、20%?01^基板上形成5102涂敷层 后拍摄的照片。
[0034]图19A到图19C是将本发明的实验例10中形成的5102涂敷层转移到第一基板（包 含固化剂7%重量份地形成的PDMS基板）后拍摄的照片。
[0035] 图20A到图20C是将本发明的实验例10中形成的5102涂敷层转移到第二基板（包 含固化剂10%重量份地形成的PDMS基板）后拍摄的照片。
[0036]图21A到图21C是将本发明的实验例10中形成的5102涂敷层转移到第三基板（包 含固化剂20%重量份地形成的PDMS基板）后拍摄的照片。
[0037]图22A到图22G是示出本发明的实验例11在各种各样的粘附性聚合物基板及比 较例基板形成3102涂敷层的照片。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图详细说明本发明的实施方式。但，本发明并不局限于该实施方式，其 可以实现各种形态的变形。
[0039] 为了更简单明了地说明本发明而在图形中省略了无关于该说明的部分，在整个说 明书中相同或非常相似的部分将使用同一附图标记。进一步，为了实现清晰的说明，图形以 缩放方式图示了厚度与面积等尺寸，因此本发明的厚度、面积等不限于图中描述。
[0040] 在整个说明书中某一部分被记载为"包含"其它部分时，除