KR100638826B1 - 하이 새그 렌즈의 제작 방법 - Google Patents

하이 새그 렌즈의 제작 방법 Download PDF

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KR100638826B1
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삼성전기주식회사
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Abstract

하이 새그(High sag)를 가지는 렌즈 제작 방법 및 이를 이용하여 제작된 렌즈가 제공된다.
본 발명은 기판상에 자외선(UV) 경화 수지로 이루어진 폴리머 렌즈 부를 형성한 렌즈의 제작 방법에 있어서, a) 다수의 홈이 형성된 몰드에 폴리머를 주입하고, 자외선으로 경화시켜 다수의 렌즈 부를 형성하는 단계; b) 상기 렌즈 부의 배면에 기판을 접착시켜 일체화하는 단계; 및 c) 상기 몰드를 렌즈 부로부터 분리시켜 렌즈 어레이를 제조하는 단계;를 포함하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법 및 이를 이용하여 제작된 렌즈를 제공한다.
본 발명에 의하면, 폴리머 수축으로 인한 렌즈 면의 보상이 불필요하여 렌즈 품질을 향상시키고, 레플리카 법을 반복하지 않고 제작이 가능하여 작업 생산성을 획기적으로 높일 수 있는 효과가 얻어진다.
하이 새그(High sag), 렌즈 제작 방법, 하이 새그 렌즈, 렌즈 어레이, 폴리머 수축, 레플리카 법(Replication Method), Ni 마스터 몰드

Description

하이 새그 렌즈의 제작 방법{Method of Manufacturing A High Sag Lens}
제 1도는 종래의 기술에 따른 하이 새그 렌즈를 도시한 상세 단면도;
제 2도는 종래의 기술에 따른 렌즈 제작방법을 단계적으로 도시한 설명도;
제 3도는 종래의 기술에 따른 다른 공정의 렌즈 제작방법을 단계적으로 도시한 설명도;
제 4도는 종래의 기술에 따른 렌즈 제작방법에서 렌즈 부의 경화 순서를 차례로 도시한 설명도;
제 5도의 a),b),c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 단계적으로 도시한 설명도;
제 6도는 본 발명의 렌즈 제작방법에서 렌즈 부의 경화 순서를 차례로 도시한 설명도;
제 7도의 a),b),c)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 단계적으로 도시한 설명도;
제 8도는 본 발명의 렌즈 제작방법에서 얻어진 하이 새그 렌즈를 도시한 상세 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1,100..... 본 발명에 따른 하이 새그 렌즈의 제작 방법
10,110.... 몰드 10a,110a.... 홈
15,115.... 폴리머 20,120.... 렌즈 부
25,125.... 기판 30,130.... 접착 폴리머
135.... 정렬 기준 층(Alignment Layer)
40,140.... 렌즈 어레이 150.... 본 발명의 하이 새그 렌즈
200.... 종래의 하이 새그 렌즈 205.... 기판
210.... 렌즈 부 210a,210b,210c... 성형 층
300,400.... 종래의 렌즈 어레이 제조공정
302.... MLA 기판(금속판) 310.... 포토 폴리머
315.... 투명 기판 405.... 금형
405a... 홈 410.... 렌즈 부
412.... 기판 420.... 렌즈 어레이
P.... 렌즈 면 P'.... 노출 면
본 발명은 하이 새그(High sag)를 가지는 렌즈 제작 방법 및 이를 이용하여 제작된 렌즈에 관한 것으로, 보다 상세히는 폴리머 수축으로 인한 렌즈 면의 보상 이 불필요하여 렌즈 품질을 향상시키고, 레플리카 법을 반복하지 않고 제작이 가능하여 작업 생산성을 획기적으로 높일 수 있는 하이 새그 렌즈의 제작 방법 및 이를 이용하여 제작된 렌즈에 관한 것이다.
종래에는 하이 새그를 갖는 렌즈 어레이는 레이저(laser) 빔 등을 통해 직접 제작하거나, 패턴을 이용하여 에칭 공정 또는 리플로우(reflow) 법에 의해 렌즈 어레이를 형성하고, 이러한 렌즈 어레이를 사용하여 무전해 Ni 도금(electro-plating) 법을 통해 Ni 마스터 몰드를 제작한 다음, 이 Ni 마스터 몰드에 레플리카 법이나 몰딩법 등을 사용하여 하이 새그 렌즈 어레이를 제작하여 왔다.
그리고, 다른 방식으로는 다이아몬드 터닝 머신(DTM)을 이용하여 렌즈 몰드를 제작하고, 이를 어레이로 확장한 다음, 레플리카 법이나 몰딩법 등을 적용하여 하이 새그 렌즈 어레이를 제작하여 왔다. 그러나, 이러한 종래의 방법들을 사용할 경우 아래와 같은 제약이 있다.
즉, 레이저 빔에 의한 몰드의 가공 시, 제작 가능한 렌즈의 새그(sag)가 스핀 코팅 후 형성되는 포토 레지스트(PR)층의 두께에 비례함으로써, 하이 새그, 즉 수백 ㎛의 높은 새그(sag)를 가지는 렌즈를 제작하기 어렵다.
그리고, 레이저 빔에 의한 몰드 가공 시, 비 구면 형성이 어렵고 제작 가능한 비 구면에는 한계가 있다.
또한, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 하이 새그 렌즈(200)를 형성하기 위해서 다수 회 레플리카 법을 반복하여 성형하여야 하고, 이와 같이 레플리카 법을 2회 이상 반복하여 기판(205)상에 렌즈 부(210)를 제작할 경우, 전체 공정, 예 를 들면 폴리머 드롭(polymer drop), 압착(compress), 자외선 양생(UV curing) 탈형(release) 등의 레플리카 공정 반복으로 인해 작업 시간이 많이 소요된다.
뿐만 아니라 이러한 레플리카 법에서는 각각의 렌즈의 성형 층(210a)(210b)(210c)마다 적용되는 NA(Numeric Aperture)값이 다른 추가적인 몰드(미도시)들이 필요하다.
한편, 이와는 다르게 도 2에는 금속판에 포토 폴리머를 1회 도포하고 기판으로 덮은 다음, 바로 경화시켜 렌즈 어레이를 제조하는 공정(300)이 종래에 제시되어 있다.
이와 같은 종래의 기술은 먼저, MLA 기판(금속판)(302)상에 포토 폴리머(310)를 적하하는 단계가 이루어지고, 상기 포토 폴리머(310) 상에 투명 기판(315)을 접착시켜 렌즈 부를 형성하는 단계가 이루어지며, 상기 기판(315)을 통하여 자외선(UV)을 조사하여 포토 폴리머(310)를 경화시키는 단계가 이루어지고, 그 다음 상기 MLA 기판(금속판)(302)을 렌즈 부(320)로부터 분리시켜 렌즈 어레이를 제조하는 단계로 이루어진다.
그리고, 이와는 다른 한 가지 형태의 렌즈 어레이 제조 공정(400)이 도 3에 제시되어 있다.
이와 같은 종래의 기술은, 볼록 렌즈에 상응하는 1개의 홈(405a)을 형성한 금형(405)을 준비하는 단계가 이루어지고, 상기 금형(405)의 홈에 UV 경화 수지를 도포하여 렌즈 부(410)를 형성하며, 그 배면에 기판(412)을 밀착시키는 단계가 이루어지고, 상기 기판(412)을 통하여 자외선을 조사하여 UV 경화 수지를 경화시키는 단계가 이루어진 다음, 상기 금형(405)을 제거하여 UV 경화 수지로 이루어진 렌즈 부(410)와 기판(412)을 얻고, 이를 반복하여 나란하게 병렬 배치함으로써 렌즈 어레이(MLA)(420)를 제조하는 단계가 이루어진다.
그렇지만, 이와 같은 종래의 기술들은 그 제조 과정에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 폴리머의 경화가 기판(315)(420) 측으로부터 시작되어 기판(315)(420)으로부터 가장 먼 렌즈 면(P) 측으로 진행되기 때문에, 경화 종료시에는 둥근 구면의 렌즈 면(P) 측에서 폴리머 수축이 집중되어 그 곡률 및 형태 등이 불량해지는 문제점을 갖는다.
또한, 렌즈 부를 이루는 폴리머의 경화 중에 기포(B)가 발생할 수도 있으며,만일 이와 같은 기포가 발생 된다면 상기 투명 기판(315)(412)에 의해서 외부로 빠져나가지 못하고, 렌즈 부(320)(410) 내에 잔류하게 되어 렌즈 품질상의 문제점을 일으킬 수도 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 하이 새그(High Sag) 렌즈를 제작하는 과정에서 폴리머 수축이 렌즈 면이 아닌 곳에서 일어나도록 하여 렌즈 면의 보상이 불필요하고, 기포가 렌즈의 내부에 잔류하지 않도록 하여 렌즈의 품질을 크게 향상시키도록 개선된 하이 새그 렌즈의 제작 방법 및 이를 이용하여 제작된 렌즈를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 Replica법을 반복하지 않고도 렌즈 어레이의 제작이 가능하여 작업 생산성을 획기적으로 높일 수 있는 하이 새그 렌즈의 제작 방법 및 이를 이용하여 제작된 렌즈를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판상에 자외선(UV) 경화 수지로 이루어진 폴리머 렌즈 부를 형성한 렌즈의 제작 방법에 있어서,
a) 몰드의 홈에 폴리머를 주입하고, 자외선으로 경화시켜 렌즈 부를 형성하는 단계;
b) 상기 렌즈 부의 배면에 기판을 접착시켜 일체화하는 단계; 및
c) 상기 몰드를 렌즈 부로부터 분리시켜 렌즈를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 렌즈 부를 형성하는 단계는 렌즈 부의 경화가 공기 중에서 또는 산소 분위기 하에서 이루어지는 것임을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 바람직하게는, 상기 렌즈 부를 형성하는 단계는 상기 몰드의 홈에 폴리머를 나누어 주입하고, 자외선으로 반복 경화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 렌즈 부와 기판을 일체화하는 단계는 사용되는 접착제가 렌즈 부를 이루는 폴리머와 동일한 조성물인 것을 특징으로 하 는 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 바람직하게는, 상기 렌즈 부와 기판을 일체화하는 단계는 사용되는 접착제가 렌즈 부를 이루는 폴리머 와 유사한 광학적 특성을 가진 조성물인 것을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 렌즈 부와 기판을 일체화하는 단계는 접착제를 이루는 폴리머가 상기 기판을 통하여 조사되는 자외선에 의해 경화되는 것임을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 하이 새그 렌즈의 제작 방법으로 이루어진 렌즈를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 하이 새그 렌즈의 제작 방법(1)은 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 a) 다수의 홈(10a)이 형성된 몰드(10)에 폴리머(15)를 주입하고, 자외선으로 경화시켜 다수의 렌즈 부(20)를 형성하는 단계가 이루어진다. 상기 몰드(10)는 DTM으로 가공되는 것으로서 비구면 렌즈의 제작이 용이하며, 새그(Sag)가 큰 렌즈 제작이 가능하다. 즉, 상기 몰드(10)에 형성되는 홈(10a)들은 수백 ㎛의 깊이를 갖추 어 한 번의 몰딩 작업으로 일시에 하이 새그 렌즈의 깊이를 가질 수 있다.
그리고, 상기 몰드(10)에 폴리머(15)가 주입되면, 그 폴리머(15)의 면이 대기중에 노출된 상태에서 자외선에 의해 양생 처리된다. 이와 같은 경우, 상기 몰드(10)의 홈(10a) 내에 위치된 폴리머(15) 들은 공기와의 계면에서 공기 중의 산소(O2)에 의한 라디칼 반응(Radical Reaction) 억제로 경화 현상이 억제되어 폴리머(15) 경화가 가장 늦게 이루어진다. 즉, 상기 렌즈 부(20)는 그 경화되는 과정에서 대기와 노출된 경계면에서 산소(O2)와의 작용으로 경화가 가장 늦게 일어남으로써 폴리머(15)의 수축이 렌즈 면(P)이 아닌 노출 면(P') 상에서 일어난다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 몰드(10)의 홈(10a)에 접촉된 렌즈 면(P) 부분으로부터 경화가 이루어지고, 점차 렌즈 부(20)의 노출 면(P')으로 경화가 진행됨으로써, 이러한 경화 과정에서 발생 된 폴리머 수축부분은 경화가 아직 이루어지지 않은 렌즈 부(20)의 노출 면(P')으로 모이게 된다. 따라서, 최종적인 렌즈 부(20)에서는 노출 면(P')이 모든 폴리머(15) 수축을 반영한 형태로 경화된다.
또한, 이러한 과정에서 상기 렌즈 부(20)의 내부에서 발생 될 수도 있는 기포들은 노출 면(P')을 통하여 외부로 자유롭게 배출될 수 있다. 따라서, 렌즈 부(20)의 경화과정에서 발생 된 기포는 내부에 잔류 되지 않는다.
한편, 상기에서는 렌즈 부(20)의 노출 면(P')이 공기 중에 노출된 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 공기와 동등한 효과를 얻을 수 있는 임의의 산소(O2) 분위기 하에서 이루어질 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명은 상기에서는 단 한 번의 성형으로 몰드(10)의 홈(10a) 내에서 렌즈 부(20)를 성형하는 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 필요한 경우에는 상기 몰드(10)의 홈(10a)에 폴리머를 나누어 주입하고, 자외선으로 반복 경화시키는 과정을 통하여 렌즈 부(20)를 형성할 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명은 다음으로 b) 상기 렌즈 부(20)의 배면에 기판(25)을 접착시켜 일체화하는 단계가 이루어진다.
이를 위하여 본 발명은 상기 몰드(10)의 렌즈 부(20)상에 접착 폴리머(30)를 도포한다. 이러한 접착 폴리머(30)는 렌즈 부(20)를 형성한 폴리머(15) 와 동일한 조성을 갖거나, 또는 유사한 광학적 특성을 가진 조성물로 이루어지는 것이다.
상기 유사한 광학적 특성의 예로는 굴절율 또는 아베 수(Abbe's number；역분산율) 등이 유사한 것을 포함할 수 있다. 상기 접착 폴리머(30)는 렌즈 부(20)의 노출 면(P')에서 형성된 폴리머(15) 수축에 기인하는 불균일한 형태에 액체 상태로 도포되어 노출 면(P')의 불 균일을 균일하게 보상한다.
이와 같은 상태에서 상기 접착 폴리머(30) 에는 투명 기판(25)이 부착되며, 그리고 이러한 투명 기판(25)을 통하여 자외선이 조사됨으로써 상기 접착 폴리머(30)는 경화되고, 상기 기판(25)에 일체로 부착된다.
이와 같은 과정에서도 상기 접착 폴리머(30)는 경화 도중에 수축하고, 잔류 기포의 발생이 초래될 수 있지만, 상기 접착 폴리머(30)는 소량이고, 그 두께도 수 ㎛에 불과하기 때문에 이러한 경화 중의 폴리머 수축과 기포 발생은 렌즈 부(20)의 품질에 아무런 영향을 주지 못하게 된다.
다음으로, 본 발명은 c) 상기 몰드(10)를 렌즈 부(20)로부터 분리시켜 렌즈 어레이(40)를 제조하는 단계를 포함한다.
이 단계에서는, 몰드(10)를 렌즈 부(20)로부터 탈형시켜 기판(25)의 측면에 다수 개의 렌즈 부(20)들이 배열된 렌즈 어레이(40)를 제작하는 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 하이 새그 렌즈의 제작 방법(1)은 DTM을 이용하여 깊은 홈(10a)을 가공한 금형(10)에서 렌즈를 성형하기 때문에, 일시에 하이 새그(High Sag) 렌즈를 성형할 수 있다. 따라서, 하이새그렌즈를 만들기 위해 2중 및 3중으로 성형 층을 중첩 형성하는 레플리카 법을 반복할 필요가 없고, 그에 따라 여러 형상의 추가적인 몰드(10)가 불필요하다.
그리고, 폴리머(15) 수축으로 인한 변형이 렌즈 면(P)이 아닌 다른 부분에서, 즉 노출 면(P')에서 이루어지기 때문에 렌즈 면(P)의 형상 왜곡에 대한 보상이 불필요하고, 그에 따라서 렌즈 부(20)의 품질이 우수하게 되며, 작업 생산성이 매우 높은 것이다.
도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이 새그 렌즈의 제작 방법(100)이 도시되어 있다. 이러한 제작 방법(100)은 먼저, a) 몰드(110)의 홈(110a)에 폴리머(115)를 주입하고, 자외선으로 경화시켜 렌즈 부(120)를 형성하는 단계가 이루어진다.
이러한 단계에서는 도 5에 관련하여 설명된 바와 같이, 몰드(110)는 DTM으로 가공되는 것으로서 비구면 렌즈의 제작이 용이하며, 깊이를 크게 하여 새그(Sag)가 큰 렌즈 제작이 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 몰드(110)의 홈(110a)으로 폴리머(115)가 주입된 다음, 그 폴리머(115)의 면이 공기 중에 노출된 상태에서 자외선에 의해 양생 처리되며, 이 과정에서 상기 몰드(110)의 홈(110a) 내의 폴리머(115) 들은 공기와의 계면에서 산소에 의한 라디칼 반응(Radical Reaction) 억제로 경화 현상이 억제되어 폴리머(115) 경화가 가장 늦게 이루어진다.
따라서, 폴리머(115)가 경화하면서 발생되는 수축 작용은 아직 경화하지 않은 상태의 노출 면(P') 측으로 전달되고, 최종적으로 경화된 렌즈 부(120)는 그 노출 면(P')이 모든 폴리머(115) 경화 수축을 반영한 형태로 경화된다. 따라서, 이러한 노출 면(P')은 그 형상이 왜곡된다. 또한, 이러한 과정에서 상기 렌즈 부(120)의 내부에서 혹시 발생할 수 있는 기포들은 노출 면(P')을 통하여 자유롭게 공기 중으로 배출되어 내부에 전혀 잔류 되지 않는다.
본 발명은 상기에서 단 한 번의 성형으로 몰드(110)의 홈(110a) 내에서 렌즈 부(120)를 성형하는 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니 고, 하이 새그가 매우 큰 경우에는 상기 몰드(110)의 홈(110a)에 폴리머를 나누어 주입하고, 자외선으로 반복 경화시키는 과정을 통하여 렌즈 부(120)를 형성할 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명은 다음으로 b) 상기 렌즈 부(120)의 배면에 기판(125)을 접착시켜 일체화하는 단계가 이루어진다. 이 단계에서는 도 5에 관련하여 설명한 바와 같이, 상기 몰드(110)의 렌즈 부(120)상에 상기 렌즈 부(120)의 폴리머(115) 와 동일 조성을 갖는 접착 폴리머(130)를 도포하고, 이를 기판(125)의 정해진 위치에 접착한다. 이러한 과정에서 상기 접착 폴리머(130)는 액상으로 도포 되므로, 상기 노출 면(P')의 왜곡된 형태를 보상하여 평탄화하게 된다.
이와 같이 접착 폴리머(130)가 도포된 렌즈 부(120)는 기판(125)의 일측 면에 형성된 정렬 기준 층(Alignment Layer)(135)을 중심으로 정해진 위치에 배치된다.
상기 정렬 기준 층(135)은 박막으로 상기 기판(125)에 미리 형성된 것으로서, 상기 몰드(110) 부의 렌즈 부(120)들이 정해진 위치에 배치되도록 하는 표시 선을 제공하게 된다. 상기 정렬 기준 층(135)은 그 두께가 매우 얇아서 상기 렌즈 부(120)를 구비한 몰드(110)가 접착 폴리머(130)를 통하여 상기 기판(125)에 부착되는 경우, 접착 폴리머(130)의 접착 량에 대해서 아무런 변동 또는 영향을 주지 못하고, 정렬 기준만을 제시한다.
이와 같은 공정을 통하여 상기 접착 폴리머(130)에는 투명 기판(125)이 부착 되며, 이러한 투명 기판(125)을 통하여 자외선이 조사됨으로써 상기 접착 폴리머(130)는 경화되고, 상기 기판(125)에 일체로 부착된다.
이와 같은 경화 과정에도 상기 접착 폴리머(130)는 수축하고, 잔류 기포의 발생이 초래될 수도 있지만, 상기 접착 폴리머(130)는 소량이고, 그 두께도 수 ㎛에 불과하기 때문에 이러한 수축의 영향과 기포 발생은 렌즈 부(120)의 품질에 아무런 영향을 주지 못하게 된다.
그 다음, 본 발명은 c) 상기 몰드(110)를 렌즈 부(120)로부터 분리시켜 렌즈를 제조하는 단계가 이루어진다. 즉 상기 몰드(110)를 렌즈 부(120)로부터 탈형시켜 기판(125)의 측면에 렌즈 부(120)가 형성되도록 하는 것이다.
또한, 다음으로는 d) 상기 a) 내지 c) 단계들을 반복하여 다수개의 렌즈 부(120)를 상기 기판(125)에 접착시켜 일체화하고 렌즈 어레이(140)를 제조하는 단계가 이루어진다. 즉, 상기 몰드(110)의 홈(110a)에 폴리머(115)를 주입하고, 자외선으로 경화시켜 렌즈 부(120)를 형성하며, 상기 렌즈 부(120)의 배면에 기판(125)을 접착시켜 일체화하고, 상기 몰드(110)를 렌즈 부(120)로부터 분리시키는 일련의 단계들을 반복하여 다수 개의 렌즈 부(120)들을 상기 기판(125)의 정렬 기준 층(135)에 맞추어 부착시키고 정렬된 상태의 렌즈 어레이(140)를 형성하는 것이다.
이와 같은 과정을 통하여 본 발명은 폴리머(115)의 수축으로 인한 렌즈 면(P)의 보상이 불필요하고, 레플리카 법을 반복할 필요가 없으며, 여러 형상의 추가 적인 몰드가 불필요하여 작업 생산성이 매우 높고, 품질이 우수한 하이 새그 렌즈를 생산할 수 있는 것이다.
도 8에는 상기와 같은 본 발명의 하이 새그 렌즈의 제작 방법(1)(100)을 통하여 얻어진 하이 새그 렌즈(150)가 도시되어 있다.
이러한 렌즈(150)는 몰드(10)(110)에 폴리머(15)(115)를 주입하고, 자외선으로 경화시켜 형성된 렌즈 부(20)(120)와, 상기 렌즈 부(20)(120)가 측면에 배치되는 기판(25)(125) 및 상기 렌즈 부(20)(120)를 기판(25)(125)에 일체화하는 접착층(30)(130)을 포함한다. 도 8에서 상기 렌즈 부(20)(120)는 기판(25)(125)상에 다수 개가 배치되어 렌즈 어레이의 형태로 이루어진 구조가 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 하나의 렌즈 부가 기판상에 형성된 단일 렌즈로도 이루어질 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명의 하이 새그 렌즈(150)는 도8에 도시된 바와 같이, 적어도 렌즈 부(20)(120)의 새그 높이(h)가 수백 ㎛를 갖는 것이고, 상기 렌즈 부(20)(120)를 이루는 폴리머(15)(115)와 접착층(30)(130)을 이루는 폴리머는 동일 조성으로 이루어져서 경화 후에는, 상기 접착층(30)(130)과 렌즈 부(20)(120)의 사이에서 아무런 경계면도 형성되지 않고 일체로 형성되는 것이다.
또한, 상기 렌즈 부(20)(120)가 몰드(10)(110)의 홈(10a)(110a) 내에서 단 한 번의 성형으로, 또는 필요한 경우 상기 몰드의 홈에 폴리머를 나누어 주입하고, 자외선으로 반복 경화시키는 과정으로 형성된 것으로서, 경화 과정 중에 발생된 렌즈 부(20)(120)의 노출 면(P')의 불 균일은 접착층(30)(130)의 형성과정에서 모두 균일하게 보상된다.
따라서, 폴리머(15)(115)의 수축으로 인한 아무런 변형도 렌즈 면(P)에서는 일어나지 않을 뿐만 아니라, 렌즈 부(20)(120)내에는 기포가 존재하지 않게 되어 그 품질이 매우 우수한 것이다.
그리고, 본 발명은 상기와 같은 본 발명의 하이 새그 렌즈의 제작 방법으로 얻어진 렌즈 어레이 상에 무전해 Ni 도금(electro-plating) 법을 적용하여 Ni 마스터 몰드를 얻을 수 있다.
즉, 종래에는 레이저(laser) 빔 등을 통해 직접 제작하거나, 패턴을 이용하여 에칭 공정 또는 리플로우(reflow) 법에 의해 하이 새그 렌즈 어레이를 형성하고, 이러한 렌즈 어레이를 사용하여 무전해 Ni 도금(electro-plating) 법을 통해 Ni 마스터 몰드를 제작하였지만, 본 발명의 하이 새그 렌즈의 제작 방법으로 얻어진 렌즈 어레이 상에 무전해 Ni 도금(electro-plating) 법을 적용하면 쉽게 하이 새그 렌즈 제작용 Ni 마스터 몰드를 얻을 수 있다.
상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 하이 새그(High Sag) 렌즈를 제작하는 과정에서 DTM을 이용한 금형을 사용하여 하이 새그 렌즈를 일시에 성형할 수 있고,
대기중에 노출된 상태에서 렌즈 부의 양생이 이루어지므로 산소에 의한 라디칼 반응 억제 현상으로 인해 폴리머 수축이 렌즈 면이 아닌 곳에서 일어나도록 하여 렌즈 면의 보상이 불필요하다.
뿐만 아니라, 폴리머의 경화 중에 발생할 수도 있는 기포가 렌즈 부의 내부에 잔류하지 않도록 하여 결과적으로는 렌즈의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명에 의하면 레플리카 법을 반복하지 않아서 다수의 폴리머 드롭(polymer drop), 압착(compress), 자외선 양생(UV curing), 탈형(release) 등이 불필요하고, 여러 형상의 추가적인 몰드가 불필요하며, 간단한 공정으로 렌즈 어레이의 제작이 가능하여 하이 새그 렌즈의 제작 생산성을 획기적으로 높일 수 있는 효과가 얻어지는 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명은 상기와 같이 얻어진 렌즈 어레이 상에 무전해 Ni 도금(electro-plating) 법을 적용하면 쉽게 하이 새그 렌즈 제작용 Ni 마스터 몰드를 얻을 수 있는 효과도 있는 것이다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 이는 단지 예시적으로 본 발명을 설명하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 이와 같은 특정 구조로 제한하려는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명 하게 밝혀두고자 한다.

Claims (7)

  1. 기판상에 자외선(UV) 경화 수지로 이루어진 폴리머 렌즈 부를 형성한 렌즈의 제작 방법에 있어서,
    a) 몰드의 홈에 폴리머를 주입하고, 자외선으로 경화시켜 렌즈 부를 형성하는 단계;
    b) 상기 렌즈 부의 배면에 기판을 접착시켜 일체화하는 단계; 및
    c) 상기 몰드를 렌즈 부로부터 분리시켜 렌즈를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 부를 형성하는 단계는 렌즈 부의 경화가 공기 중에서 또는 산소 분위기 하에서 이루어지는 것임을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 부를 형성하는 단계는 상기 몰드의 홈에 폴리머를 나누어 주입하고, 자외선으로 반복 경화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 부와 기판을 일체화하는 단계는 사용되는 접착제가 렌즈 부를 이루는 폴리머 와 동일한 조성물인 것을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 부와 기판을 일체화하는 단계는 상기 기판을 통하여 조사되는 자외선에 의해 폴리머를 경화시키는 것임을 특징으로 하는 하이 새그 렌즈의 제작 방법.
  7. 삭제
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