KR100658163B1 - Manufacturing method of continuous microlens using reflow process and it's application to Light Guide Plate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도광판의 마이크로렌즈 제조방법에 있어서, 빛이 통과되는 제1 영역과 빛이 통과되지 않는 복수 개의 제2 영역으로 이루어진 마스크를 포토레지스트가 코팅된 기판 상에 정렬시켜 노광하는 제1 단계; 상기 노광된 기판을 현상하여 기둥 형태를 가진 다수의 포토레지스트를 얻는 제2 단계; 상기 기둥 형태의 포토레지스트를 리플로우 공정을 통해 만곡시키되, 상기 기둥 형태의 포토레지스트들이 일 방향의 이웃하는 포토레지스트들과 연결되어 연속마이크로렌즈 형상을 이룰 때까지 리플로우 공정을 수행하는 제3 단계; 상기 연속마이크로렌즈 형상의 포토레지스트가 음각되도록 하는 음각 스탬퍼를 제작하는 제4 단계; 및 상기 음각 스탬퍼를 금형으로 하여 상기 연속마이크로렌즈가 양각된 도광판을 성형하는 제5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a method for manufacturing a microlens of a light guide plate, comprising: a first step of aligning and exposing a mask including a first region through which light passes and a plurality of second regions through which light does not pass, onto a photoresist coated substrate; Developing the exposed substrate to obtain a plurality of photoresists having a pillar shape; A third step of bending the columnar photoresist through a reflow process, and performing the reflow process until the columnar photoresists are connected to neighboring photoresists in one direction to form a continuous microlens shape; ; A fourth step of fabricating an intaglio stamper for engraving the continuous microlens-shaped photoresist; And forming a light guide plate in which the continuous microlens is embossed by using the engraved stamper as a mold.

상술한 설명에 따르면 본 발명은 리플로우 공정을 통해 이웃하는 포토레지스터 간에 오버랩 되도록 한 연속마이크로렌즈를 제작시킴으로써, 간단한 제조 공정으로 미세한 연속마이크로렌즈 어레이 패턴을 제조할 수 있으며, 그에 따라 비용을 줄이고 제조 시간을 단축시키는 효과가 있다. According to the above description, the present invention manufactures a continuous microlens that is overlapped between neighboring photoresistors through a reflow process, thereby manufacturing a fine continuous microlens array pattern in a simple manufacturing process, thereby reducing costs It has the effect of shortening the time.

리플로우, 도광판, 마이크로 렌즈 Reflow, Light Guide Plate, Micro Lens

Description

반도체 리플로우 공정를 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법 및 이의 방법에 의해 제조된 도광판{Manufacturing method of continuous microlens using reflow process and it's application to Light Guide Plate}Manufacturing method of continuous microlens using reflow process and it's application to light guide plate}

도 1은 본 발명에 사용되는 마스크의 사시도.1 is a perspective view of a mask used in the present invention.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 원기둥 형상의 포토 레지스트를 제조하는 노광 공정을 보인 공정도.2A to 2C are process drawings showing an exposure process for manufacturing a cylindrical photoresist according to an embodiment of the present invention.

도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 원기둥 형상의 포토 레지스트들의 직경 및 간격 특징을 보인 단면도.3A and 3B are cross-sectional views showing the diameter and spacing characteristics of cylindrical photoresists prepared in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4a와 도 4b와 4c는 본 발명의 실시예에 따른 리플로우 공정 후에 직경 및 간격 특징에 따라 변화된 포토레지스트의 형상을 보인 사시도.4A and 4B and 4C are perspective views showing the shape of the photoresist changed according to the diameter and spacing characteristics after the reflow process according to the embodiment of the present invention.

도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 음각 스탬퍼 제조 과정을 보인 공정도.5a and 5b is a process chart showing the manufacturing process of the intaglio stamper according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 양각 스탬퍼 제조 공정을 보인 개략도.6 is a schematic view showing an embossed stamper manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 중요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols on important parts of drawing *

21: 마스크 22: 제1 영역21: mask 22: first region

23: 제2 영역 31: 기판23: second region 31: substrate

32: PR(포토레지스트) 34: 원기둥형상의 PR32: PR (photoresist) 34: cylindrical PR

36: 연속마이크로렌즈 형상의 PR 41: 금속박막36: PR 41 of a continuous microlens shape metal thin film

42: 음각 스탬퍼 44: 양각 스탬퍼42: embossed stamper 44: embossed stamper

본 발명은 초미세패턴 형상가공 기술 및 미세성형기술에 관한 것으로, 특히, 마이크로 렌즈(micro-lens) 어레이(array) 또는 도광판(Light Guiding Plate: LGP) 등에 사용되는 광 확산 및 시야각 조절을 위한 연속마이크로렌즈를 제조하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 도광판에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-fine pattern shape processing technology and a fine molding technology, in particular, continuous for light diffusion and viewing angle control used in micro-lens array (array) or light guiding plate (LGP), etc. A method of manufacturing a microlens and a light guide plate produced by the method.

일반적으로 CRT, PDP, FED와는 달리 액정표시장치(LCD)에 의한 표시는 그 자체가 비발광성이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하다. In general, unlike CRT, PDP, and FED, a display by a liquid crystal display (LCD) cannot be used in a place without light because it is non-luminous.

이러한 단점을 보완하고, 어두운 곳에서도 액정표시장치(LCD)의 사용이 가능하도록 하기 위해, 상기 액정표시장치의 패널 전체에 고르게 빛을 전달하는 조광장치로서 백라이트 유닛이 사용된다.In order to compensate for these disadvantages and to enable the use of a liquid crystal display (LCD) even in a dark place, a backlight unit is used as a dimming device for evenly transmitting light to the entire panel of the liquid crystal display.

상기 백라이트 유닛은 배경광원과, 빛을 반사시켜주는 반사판, 도광판, 확산판 등으로 구성된다. The backlight unit includes a background light source, a reflector, a light guide plate, a diffuser plate, etc. that reflect light.

상기 도광판은 양측면에 광원으로 사용되는 배경광원에서 방출되는 빛을 액정표시장치의 전체면에 균일하게 조사시키는 역할을 한다.The light guide plate uniformly irradiates the entire surface of the liquid crystal display device with light emitted from a background light source used as a light source on both sides.

이때, 상기 도광판의 전면을 일정방향으로 배열된 다수의 프리즘 형태로 제 작하여 이웃하는 프리즘 형태 간에 V형 그루브(groove)가 형성되게 제작하거나, 일정한 크기의 확산 잉크 도트(dot) 형식으로 배열되게 제작하여 사용하게 된다.In this case, the front surface of the light guide plate may be manufactured in the form of a plurality of prisms arranged in a predetermined direction so that a V-shaped groove is formed between neighboring prisms, or arranged in a diffusion ink dot form having a predetermined size. It will be made and used.

그러나, 상기와 같은 종래기술은 도광판 전면을 프리즘 형태로 제작하기 위해서는 V형 그루브(groove) 패턴 형상을 기계적으로 가공해주어야 하기 때문에, 미세한 V형 그루브 패턴의 제조가 어렵고, 제조 기간이 길고 비용이 비싼 문제가 있다. However, in the prior art as described above, in order to manufacture the entire surface of the light guide plate in the form of a prism, the shape of the V-groove pattern must be mechanically processed, so that the production of the fine V-groove pattern is difficult, and the manufacturing period is long and expensive. there is a problem.

또한, 확산 잉크 도트 형식을 사용한다하더라도 확산 잉크 자체의 흡수율과 산란으로 인해 광효율이 매우 떨어지는 문제가 있다.In addition, even if the diffusion ink dot format is used, there is a problem that the light efficiency is very low due to the absorption rate and scattering of the diffusion ink itself.

또한, 광학적 차원에서 액정표시장치는 장치면과 약 90도를 이루는 높은 출사각의 광이 필요한 반면, 종래 기술의 도광판을 통해서 출사되는 광은 출사각이 도광판 면과 약 30도로 매우 낮기 때문에, 낮은 출사각을 높이기 위하여 높은 가격의 프리즘 필름이나 확산 필름이 사용해야하는 문제가 있다. In addition, in the optical dimension, the liquid crystal display requires a high emission angle of about 90 degrees with the device surface, while the light emitted through the light guide plate of the prior art has a low emission angle of about 30 degrees with the surface of the light guide plate. In order to increase the exit angle, there is a problem that a high price prism film or a diffusion film should be used.

상기 사용되는 필름들을 줄이기 위하여 여러 가지 패턴들을 이용하기도 하는데, 이 또한, 기계가공이나 식각을 사용하기 때문에 균일한 형상의 제조가 어려운 문제가 있다.In order to reduce the films used, various patterns may be used. In addition, manufacturing of a uniform shape is difficult because machining or etching is used.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 도광판의 마이크로렌즈를 제조함에 있어서, 일정한 크기를 갖는 복수 개의 마이크로렌즈들이 일 방향(x축 또는 y축)으로 연결시켜 하나의 큰 마이크로 렌즈 즉, 연속마이크로렌즈를 형성하 도록 된 도광판의 연속마이크로렌즈의 제조방법 및 이 방법에 의해 제작된 도광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention for solving the above problems is to manufacture a microlens of the light guide plate, a plurality of microlenses having a constant size is connected in one direction (x-axis or y-axis), that is, one large micro lens, An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a continuous microlens of a light guide plate to form a continuous microlens and a light guide plate manufactured by the method.

또한, 상기와 같은 연속마이크로렌즈의 크기 또는 도광판에서의 배열을 사용자의 의도대로 용이하게 설정할 수 있도록 하는 도광판의 연속마이크로렌즈의 제조방법 및 이 방법에 의해 제작된 도광판을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a continuous microlens of a light guide plate and a light guide plate manufactured by the method to easily set the size of the continuous microlens or the arrangement in the light guide plate as desired by a user.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도광판의 마이크로렌즈 제조방법에 있어서, 빛이 통과되는 제1 영역과 빛이 통과되지 않는 복수 개의 제2 영역으로 이루어진 마스크를 포토레지스트가 코팅된 기판 상에 정렬시켜 노광하는 제1 단계; 상기 노광된 기판을 현상하여 기둥 형태를 가진 다수의 포토레지스트를 얻는 제2 단계; 상기 기둥 형태의 포토레지스트를 리플로우 공정을 통해 만곡시키되, 상기 기둥 형태의 포토레지스트들이 일 방향의 이웃하는 포토레지스트들과 연결되어 연속마이크로렌즈 형상을 이룰 때까지 리플로우 공정을 수행하는 제3 단계; 상기 연속마이크로렌즈 형상의 포토레지스트가 음각되도록 하는 음각 스탬퍼를 제작하는 제4 단계; 및 상기 음각 스탬퍼를 금형으로 하여 상기 연속마이크로렌즈가 양각된 도광판을 성형하는 제5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, a method of manufacturing a microlens of a light guide plate includes: arranging a mask including a first region through which light passes and a plurality of second regions through which light does not pass, on a photoresist-coated substrate; A first step of exposing; Developing the exposed substrate to obtain a plurality of photoresists having a pillar shape; A third step of bending the columnar photoresist through a reflow process, and performing the reflow process until the columnar photoresists are connected to neighboring photoresists in one direction to form a continuous microlens shape; ; A fourth step of fabricating an intaglio stamper for engraving the continuous microlens-shaped photoresist; And forming a light guide plate in which the continuous microlens is embossed by using the engraved stamper as a mold.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 앞서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 기술은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.Prior to describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations will be omitted when it is determined that the detailed description may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

본 발명을 위해서는 우선적으로 노광 공정에 사용될 도 1에 도시된 바와 같은 마스크(21)를 제조를 한다. 여기서 마스크(21)는 패턴의 정밀도에 따라 필름 마스크나 크롬 마스크 등이 사용될 수 있는데, 크롬 마스크를 사용할 경우, 1㎛ 정도의 정밀도로 마스크 제작이 가능하다.For the present invention, a mask 21 as shown in Fig. 1 to be used in the exposure process is first manufactured. Here, the mask 21 may be a film mask or a chrome mask according to the precision of the pattern, when using a chrome mask, the mask can be manufactured with a precision of about 1㎛.

도 1은 본 발명에 사용되는 마스크의 사시도로서, 동 도면에서 보여 지는 바와 같은 마스크(21)는 빛이 통과되는 제1 영역(22)과 빛이 통과되지 않는 복수 개의 제2 영역(23)으로 구성된다.FIG. 1 is a perspective view of a mask used in the present invention, wherein the mask 21 as shown in the drawing includes a first region 22 through which light passes and a plurality of second regions 23 through which light does not pass. It is composed.

이때, 상기 제2 영역(23)은 원형으로 제작되는 것이 바람직한데, 물론 상기 제2 영역(23)을 원형이 아닌 다른 형상 즉, 사각, 오각, 육각 등의 형상으로 제작하는 것도 가능하다.In this case, the second region 23 is preferably manufactured in a circular shape. Of course, the second region 23 may be manufactured in a shape other than circular, that is, a square, a pentagon, a hexagon, or the like.

그리고, 본 발명의 마스크(21)는 다수의 제2 영역(23)을 동일한 형상, 동일한 직경과 동일한 간격으로 제작할 수 있으며, 또한 서로 다른 직경과 서로 다른 간격으로도 제작할 수 있다. In addition, the mask 21 of the present invention may manufacture the plurality of second regions 23 at the same shape, the same diameter, and the same interval, and may also manufacture the different diameters and the different intervals.

또한, 상기 마스크(21)의 제2 영역(23)들은 일 방향의 연장선상에 배열되되, 상기 제2 영역(23)간의 거리는 근접하게 배열되고, 상기 배열과 이웃하는 또 다른 제 2영역들의 배열로부터 적정거리 떨어져 형성되도록 한다.In addition, the second regions 23 of the mask 21 are arranged on an extension line in one direction, and the distance between the second regions 23 is arranged in close proximity, and the arrangement of another second regions adjacent to the array. Make sure it is formed at the proper distance from

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 원기둥 형상의 포토레지스트를 제조하는 노광 공정을 보인 공정도 이다.2A to 2C are process diagrams illustrating an exposure process for manufacturing a cylindrical photoresist according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 2a와 같이 스핀 코터(Spin Coater; 미도시) 장비를 이용하여 유리 또는 실리콘 웨이퍼 기판(31) 상에 감광제인 PR(Photoresist; 32)를 코팅한다. 이때 사용되는 PR(32)의 종류는 두께에 따라 다양하게 정할 수 있다. First, a photoresist (PR) 32, which is a photoresist, is coated on a glass or silicon wafer substrate 31 using a spin coater (not shown) device as shown in FIG. 2A. The type of PR 32 used at this time can be determined in various ways depending on the thickness.

상기 코팅공정이 끝나면, 코팅된 기판(31)을 오븐에 넣고 소프트 베이킹(Soft baking)을 한다. 이때 베이킹 조건은 온도 70~120℃에서 시간은 2~30분 정도인 것이 바람직하다.After the coating process, the coated substrate 31 is put into an oven and soft baked. At this time, the baking conditions are preferably about 2 to 30 minutes at a temperature of 70 ~ 120 ℃.

상기 소프트 베이킹이 끝나면, 도 2b에 도시된 바와 같이 마스크(21)를 PR 코팅된 기판(31) 상에 얼라인(align) 키(key)에 맞춰서 얼라인시키고, 정해진 시간으로 노광공정을 실시한다. After the soft baking is finished, the mask 21 is aligned on the PR coated substrate 31 according to the alignment key as shown in FIG. 2B, and the exposure process is performed for a predetermined time. .

도 2b에서 R은 해당 마스크(21) 상의 제2 영역(23)의 직경을 나타내는데, 각각의 제2 영역(23)들은 직경이 동일하거나 다를 수도 있다. 그리고 La, Lb는 제2 영역(23) 간의 간격으로 서로 다르다.In FIG. 2B, R represents the diameter of the second region 23 on the mask 21, each of which may be the same or different in diameter. La and Lb are different from each other at intervals between the second regions 23.

그리고 La는 제2 영역(23)의 수평방향 간 간격을 나타내고, Lb는 제2 영역(23)의 수직방향 간의 간격을 나타내는데, La의 간격이 좁고, Lb의 간격이 넓게 형성된다.And La represents the distance between the horizontal direction of the second region 23, Lb represents the interval between the vertical direction of the second region 23, the La interval is narrow, the Lb interval is formed wide.

그리고, 상기 노광공정이 끝나면 현상 작업을 수행하도록 하는데, 현상액 온도는 상온에서 디핑(Dipping)하는 방식을 취한다.In addition, when the exposure process is completed, the developing operation is performed, and the developer temperature takes a dipping method at room temperature.

상기 현상결과를 도 2c를 통해 살펴보면, 동 도면에 도시된 바와 같이 경사 노광에 의해 빛을 통과한 제1 영역(22)의 PR(32)영역은 녹아서 없어지게 되고, 빛을 받지 않은 제2 영역(23)의 PR(32)영역은 남게 된다.As shown in FIG. 2C, the development result of the PR 32 region of the first region 22 that passes through the light by the oblique exposure is melted away, and the second region that is not subjected to light is shown in FIG. 2C. The PR 32 area of (23) remains.

결국, 기판(31)에 남는 것은 빛을 받지 않은 제2 영역(23)의 PR(34)이다. 이때, 상기 PR(34)의 형상은 제2 영역(23)의 형상과 동일한 원형 형태를 따르게 되고, 노광의 결과로서 원기둥형상으로 제작된다.After all, what remains of the substrate 31 is the PR 34 of the second region 23 which is not subjected to light. At this time, the shape of the PR 34 follows the same circular shape as that of the second region 23, and is produced in a cylindrical shape as a result of the exposure.

이때, 상기 노광공정에 의해 형성된 원기둥 형상의 PR(34)은 마스크(21)의 제2 영역(23)들의 패턴과 형상을 따르게 된다.In this case, the cylindrical PR 34 formed by the exposure process follows the pattern and shape of the second regions 23 of the mask 21.

도 3a는 노광된 기판을 원기둥 형상의 PR(34) 간격이 좁은 부분으로 절단한 단면도이고, 도 3b는 노광된 기판을 원기둥 형상의 PR(34) 간격이 넓은 부분으로 절단한 단면도이이다. FIG. 3A is a cross-sectional view of the exposed substrate cut into cylindrical portions 34 having a narrow interval, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the exposed substrate cut into cylindrical portions 34 having a wide interval.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 원기둥 형상의 PR(34)들은 동일한 높이와 직경을 가지나, 수평/수직방향에 따른 간격(La, Lb)이 서로 다른 것을 볼 수 있다.As shown in the figure, the cylindrical PR 34 has the same height and diameter, but it can be seen that the intervals La and Lb are different in the horizontal / vertical direction.

상술한 현상 작업을 마치면, 핫(Hot) 플레이트(Plate) 장비를 이용해 리플로우(Reflow) 공정을 수행하여 상기 원기둥 형상의 PR(34)을 만곡시킨다.After completing the above-described developing operation, the cylindrical PR 34 is curved by performing a reflow process using a hot plate apparatus.

여기서, 상기 리플로우 공정은 PR(34)에 열을 가하여 상기 감광제(즉, PR)가 열을 받아서 녹아내리게 하는 공정을 말한다. 이때 리플로우 조건은 제조 형상에 따라 달라지는데, 온도 100~200℃ 사이에 수분 동안 실시하는 것이 바람직 하다.Here, the reflow process refers to a process of applying heat to the PR 34 so that the photosensitive agent (ie, PR) receives heat and melts it. At this time, the reflow conditions vary depending on the manufacturing shape, it is preferably carried out for a few minutes between the temperature 100 ~ 200 ℃.

도 4a는 본 발명에 따른 리플로우 공정 후의 PR의 상태를 보인 평면도이고, 도 4b와 도 4c는 본 발명에 따른 리플로우 공정 후의 PR의 상태를 보인 단면도이다. 4A is a plan view showing a state of PR after a reflow process according to the present invention, and FIGS. 4B and 4C are cross-sectional views showing a state of PR after a reflow process according to the present invention.

동 도면에서 보는 바와 같이 원기둥 형상의 PR(34)을 리플로우 공정에 의해 이웃하는 PR(34)과 오버랩(overlap)되게 하여, 연속마이크로렌즈 형상의 PR(36)을 제작하게 된다.As shown in the figure, the cylindrical PR 34 is overlapped with the neighboring PR 34 by a reflow process, thereby producing a continuous microlens-shaped PR 36.

이때, 상기 오버랩(overlap)되는 PR 간에 형성되는 경사각 즉, 그루브(groove)는 마스크(21)의 제작 시에 제2 영역(23)의 직경 또는 이웃하는 제2 영역(23) 간의 간격에 의해 결정된다. In this case, the inclination angle formed between the overlapping PRs, that is, the groove is determined by the diameter of the second region 23 or the distance between neighboring second regions 23 when the mask 21 is manufactured. do.

이때, 만약 이웃하는 PR(34) 들이 적정직경과 충분한 근접거리를 확보하지 않으면, 이웃하는 PR(34)들은 중첩되지 못하고 그루브(groove)를 형성할 수 없게 된다.At this time, if the neighboring PR (34) does not secure the proper diameter and sufficient close distance, the neighboring PR (34) does not overlap and can not form a groove (groove).

본 발명에서는 상기 적정 그루브를 형성하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다. 첫째, 이웃하는 PR(34)들의 간격을 고정한 채 PR(34)의 직경을 점차적으로 크게 해서, 리플로우 공정 후에 이웃하는 PR(34)들 간에 오버랩 되는 면적을 조절하는 방법이 있다. In the present invention, the following method may be used to form the appropriate groove. First, there is a method of gradually increasing the diameter of the PR 34 while fixing the spacing of neighboring PR 34 to adjust the overlapping area between neighboring PR 34 after the reflow process.

둘째, 이웃하는 PR(34)들의 직경을 고정한 채 간격을 점차적으로 좁혀서, 리플로우 공정 후에 이웃하는 PR(34)들 간에 오버랩 되는 면적을 조절하는 방법이 있다.Second, there is a method of adjusting the area overlapped between neighboring PR 34 after the reflow process by gradually narrowing the gap while fixing the diameter of the neighboring PR 34.

여기서, 오버랩 되는 면적이 작게 되면 PR(34)간에 형성된 그루브의 내각(즉 경사각)이 작아지게 되고, 오버랩 되는 면적이 많아지면 그루브의 내각(즉 경사각)이 커지게 된다. Here, when the area that overlaps is small, the inner angle (that is, the inclination angle) of the grooves formed between the PR 34 becomes small, and when the area that overlaps increases, the inner angle (that is, the inclination angle) of the groove becomes large.

본 발명은 상기와 같은 방법을 통해 PR(34)의 직경 및 PR(34) 간의 간격에 따라 형성되는 그루브의 내각을 수치화할 수 있게 된다.According to the present invention, the internal angle of the groove formed according to the diameter of the PR 34 and the interval between the PR 34 can be quantified.

즉, 본 발명은 제품설계자의 의도에 따라 마스크(21)의 제2 영역(23) 및 리플로우공정 시의 온도 및 시간을 조절함으로서, 원하는 형태의 그루브를 쉽고 용이하게 만들 수 있게 되고, 연속마이크로렌즈 형상에서 원하는 방향으로 곡률을 용이하게 조절할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, by adjusting the temperature and time during the second region 23 and the reflow process of the mask 21 according to the intention of the product designer, it is possible to easily and easily make the groove of the desired shape, and the continuous micro The curvature can be easily adjusted in the desired direction in the lens shape.

도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 음각 스탬퍼 제조 과정을 보인 공정도 이다.5A and 5B are process charts illustrating a process of manufacturing an intaglio stamper according to an exemplary embodiment of the present invention.

동 도면에서 보는 바와 같이 다수의 연속마이크로렌즈 형상의 PR(36)이 패턴으로 형성된 기판(31) 상에 금속 박막(41)을 코팅한다. As shown in the figure, a plurality of continuous microlens-shaped PRs 36 coat a metal thin film 41 on a substrate 31 formed in a pattern.

이때, 상기 금속 박막(41) 코팅은 보통 크롬(Cr) 코팅을 많이 하며, 금(Au)을 추가로 코팅할 수도 있다.In this case, the coating of the metal thin film 41 usually has a lot of chromium (Cr) coating, and may further coat gold (Au).

그리고, 상기 금속 박막(41) 코팅이 끝나면, 기판(31)을 도금장비에 장착하고 도 5b에 도시된 바와 같이 니켈 전기 도금을 실시한다. 이때 공급되는 전류는 각 스텝에 따라 수 암페어를 흘리며 이에 따른 도금두께는 400~450㎛가 되고(4인치 웨이퍼 기준),니켈 도금된 부분이 스탬퍼(stamper; 42)가 된다.Then, when the coating of the metal thin film 41 is completed, the substrate 31 is mounted on the plating equipment and nickel plating is performed as shown in FIG. 5B. At this time, the supplied current flows several amperes according to each step, and the plating thickness thereof is 400-450 µm (based on 4-inch wafer), and the nickel-plated portion becomes a stamper 42.

상기 니켈 전기 도금을 통해 스탬퍼(42)를 만들면, 기판(31)과 스탬퍼(42)를 분리시킨다. 이때 분리된 스탬퍼(42)는 연속마이크로렌즈의 어레이 패턴이 음각으로 전사된 형태를 가진다. When the stamper 42 is made through the nickel electroplating, the substrate 31 and the stamper 42 are separated. At this time, the separated stamper 42 has a form in which the array pattern of the continuous microlenses is transferred intaglio.

즉, 상기 스탬퍼(42; 이하 음각 스탬퍼라 함)에는 연속마이크로렌즈 형태의 어레이 패턴이 음각으로 새겨져 있고, 구면 렌즈 형태 간에 의한 그루부가 양각으로 새겨져 있다.That is, the stamper 42 (hereinafter referred to as the intaglio stamper) is engraved with an array pattern in the form of a continuous microlens intaglio, and the grooves between the spherical lenses are inscribed in embossed.

상기와 같이 음각의 연속마이크로렌즈 형상을 가진 음각 스탬퍼(42)를 제작하면, 상기 음각 스탬퍼(42)를 금형으로 하여 양각의 연속마이크로렌즈 어레이 패턴을 가진 도광판 또는 마이크로 렌즈 어레이를 성형할 수 있게 된다.When the intaglio stamper 42 having the intaglio continuous microlens shape is manufactured as described above, the light guide plate or the microlens array having the intaglio continuous microlens array pattern can be formed using the intaglio stamper 42 as a mold. .

그리고, 상기와 같은 음각 스탬퍼(42)를 이용하면, 음각의 연속마이크로렌즈 어레이 패턴을 가진 도광판을 제조하기 위한 또 다른 양각 스탬퍼를 제작할 수 있다.In addition, by using the intaglio stamper 42 as described above, another embossing stamper for manufacturing a light guide plate having an intaglio continuous microlens array pattern may be manufactured.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 양각 스탬퍼 제조 공정을 보인 개략도로서, 동 도면에서 보는 바와 같은 음각 스탬퍼(42)의 연속마이크로렌즈 어레이 패턴 위에 새로운 니켈 도금공정을 실시한다.FIG. 6 is a schematic view showing an embossed stamper manufacturing process according to an exemplary embodiment of the present invention, and a new nickel plating process is performed on the continuous microlens array pattern of the engraved stamper 42 as shown in FIG.

상기 도금공정을 통해서 새로운 니켈도금 영역(44)이 형성되고, 상기 니켈 도금 영역(44)은 음각 스탬퍼(42)로부터 분리시킬 수 있다.A new nickel plating region 44 may be formed through the plating process, and the nickel plating region 44 may be separated from the intaglio stamper 42.

이렇게, 음각 스탬퍼(42)와 분리된 새로운 니켈도금 영역(44)은 상기 음각 스탬퍼(42)가 전사된 형태를 가지는 새로운 양각 스탬퍼(44)를 형성하게 된다. As such, the new nickel plating region 44 separated from the intaglio stamper 42 forms a new embossed stamper 44 having a form in which the intaglio stamper 42 is transferred.

즉, 새로운 양각 스탬퍼(44)는 연속마이크로렌즈가 양각인데 반해, 비대칭 곡률 마이크로렌즈 간에 의한 그루부가 음각으로 새겨지게 되는 것이다.In other words, the new embossed stamper 44 is embossed with the grooves between the asymmetric curvature microlenses, whereas the continuous microlenses are embossed.

따라서, 상기 양각 스탬퍼(44)를 금형으로 하면 음각의 연속마이크로렌즈 어레이 패턴을 가진 도광판(미도시)을 성형할 수 있게 된다.Therefore, when the embossed stamper 44 is used as a mold, a light guide plate (not shown) having an engraved continuous microlens array pattern can be formed.

상기와 같은 본 발명은 3차원적인 연속마이크로렌즈를 만들기 위하여 복수 개의 지름이 같고 한 방향의 거리가 가깝고, 다른 방향의 거리가 넓은 원통형 기둥형상의 포토레지스트를 만들고, 상기 포토레지스트의 리플로우 특성을 이용하여 열처리를 통해 각각의 원통형 기둥이 높이와 지름에 따른 특정의 곡률을 가진 렌즈 형상이 되도록 하는 바, 한 방향으로 인접한 렌즈 끼리 합치게 되는 효과를 이용하여 하나의 렌즈이면서 복수 개의 곡률을 갖는 연속마이크로렌즈의 제작이 가능하게 된다.The present invention as described above is to make a cylindrical columnar photoresist having a plurality of diameters, the distance in one direction is close, the distance in the other direction to make a three-dimensional continuous microlens, and the reflow characteristics of the photoresist Through the heat treatment, each cylindrical column becomes a lens shape having a specific curvature according to the height and diameter. The continuous lens having a plurality of curvatures as one lens by using the effect that the adjacent lenses are combined in one direction. It is possible to manufacture microlenses.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 설명에 따르면 본 발명은 리플로우 공정을 통해 이웃하는 포토레지스 터 간에 오버랩 되도록 한 연속마이크로렌즈를 제작시킴으로써, 간단한 제조 공정으로 미세한 연속마이크로렌즈 어레이 패턴을 제조할 수 있으며, 그에 따라 비용을 줄이고 제조 시간을 단축시키는 효과가 있다. According to the above description, the present invention manufactures a continuous microlens that overlaps with neighboring photoresists through a reflow process, thereby manufacturing a fine continuous microlens array pattern with a simple manufacturing process, thereby reducing costs. There is an effect of shortening the production time.

또한 본 발명은 리플로우되는 포토레지스터의 직경 또는 간격을 조절함으로써, 포토레지스터 간의 그루브의 내각을 제작자 임의대로 제조할 수 있어서, 빛의 굴절과 난반사를 조절이 용이한 광학적 성능을 가진 연속마이크로렌즈와 다수개의 연속마이크로렌즈 어레이를 통하여 도광판 등에 응용할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, the present invention can manufacture the internal angle of the groove between the photoresistor by adjusting the diameter or spacing of the photoresist to be reflowed, the continuous microlens having an optical performance that can easily adjust the refraction and diffuse reflection of light and There is an effect that can be applied to the light guide plate through a plurality of continuous microlens array.

Claims (11)

도광판의 마이크로렌즈 제조방법에 있어서,In the microlens manufacturing method of the light guide plate, 빛이 통과되는 제1 영역과 빛이 통과되지 않는 복수 개의 제2 영역으로 이루어진 마스크를 포토레지스트가 코팅된 기판 상에 정렬시켜 노광하는 제1 단계;A first step of aligning and exposing a mask comprising a first region through which light passes and a plurality of second regions through which light does not pass, on the photoresist-coated substrate; 상기 노광된 기판을 현상하여 기둥 형태를 가진 다수의 포토레지스트를 얻는 제2 단계;Developing the exposed substrate to obtain a plurality of photoresists having a pillar shape; 상기 기둥 형태의 포토레지스트를 리플로우 공정을 통해 만곡시키되, 상기 기둥 형태의 포토레지스트들이 일 방향의 이웃하는 포토레지스트들과 연결되어 연속마이크로렌즈 형상을 이룰 때까지 리플로우 공정을 수행하는 제3 단계;A third step of bending the columnar photoresist through a reflow process, and performing the reflow process until the columnar photoresists are connected to neighboring photoresists in one direction to form a continuous microlens shape; ; 상기 연속마이크로렌즈 형상의 포토레지스트가 음각되도록 하는 음각 스탬퍼를 제작하는 제4 단계; 및A fourth step of fabricating an intaglio stamper for engraving the continuous microlens-shaped photoresist; And 상기 음각 스탬퍼를 금형으로 하여 상기 연속마이크로렌즈가 양각된 도광판을 성형하는 제5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정을 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.And a fifth step of forming the light guide plate in which the continuous micro lens is embossed by using the intaglio stamper as a mold. 12. A method of manufacturing a continuous micro lens of a light guide plate using a semiconductor reflow process. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크는 필름 마스크 또는 크롬 마스크인 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정을 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.The mask is a method of manufacturing a continuous microlens of the light guide plate using a semiconductor mask reflow process, characterized in that the film mask or chrome mask. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크 상의 일방향 연장선상으로 복수 개의 제2 영역들이 배열되되, 이러한 배열이 연속 반복하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정을 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.A plurality of second regions are arranged in one direction extending on the mask, the array is formed in a continuous repeating method, characterized in that the continuous microlens manufacturing method of the light guide plate using a semiconductor reflow process. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크의 제2 영역은 원형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정을 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.And a second region of the mask is formed in a circular shape. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제4 단계는 연속마이크로렌즈가 패턴으로 형성된 기판 상에 금속 박막을 코팅하는 단계와, 상기 금속 박막 상에 니켈 전기 도금을 수행하고 상기 니켈 전기 도금한 영역만을 분리시켜 스탬퍼를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정를 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.The fourth step includes coating a metal thin film on a substrate on which a continuous microlens is formed in a pattern, and performing a nickel electroplating on the metal thin film and separating only the nickel electroplated region to form a stamper. A method of manufacturing a continuous microlens of a light guide plate using a semiconductor reflow process. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 금속 박막 코팅은 크롬 코팅인 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정를 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.The metal thin film coating is a method of manufacturing a continuous microlens of the light guide plate using a semiconductor reflow process, characterized in that the chromium coating. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 금속 박막 코팅은 상기 크롬을 코팅한 후 금을 추가로 코팅하는 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정을 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.The metal thin film coating is a method of manufacturing a continuous microlens of the light guide plate using a semiconductor reflow process, characterized in that for further coating gold after coating the chromium. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음각 스탬퍼를 마스터로 하여, 상기 음각 스탬퍼의 연속마이크로렌즈의 형상이 양각되도록 한 양각 스탬퍼를 제작하는 단계 및 상기 양각 스탬퍼를 금형으로 하여 연속마이크로렌즈의 형상이 음각된 도광판을 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정을 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.Manufacturing an embossed stamper in which the shape of the continuous microlens of the intaglio stamper is embossed using the intaglio stamper as a master, and forming a light guide plate in which the shape of the continuous microlens is engraved using the embossed stamper as a mold A continuous microlens manufacturing method of a light guide plate using a semiconductor reflow process comprising a. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 양각 스탬퍼는 음각 스탬퍼의 연속마이크로렌즈 어레이 패턴 위에 니켈 도금을 실시한 후, 이를 분리시켜 제작하는 것을 특징으로 하는 반도체 리플로우 공정을 이용한 도광판의 연속마이크로렌즈 제조 방법.The embossed stamper is a method of manufacturing a continuous microlens of the light guide plate using a semiconductor reflow process, characterized in that after the nickel plating on the continuous microlens array pattern of the intaglio stamper to separate them. 복수개의 마이크로렌즈가 형성되는 도광판에 있어서,In the light guide plate in which a plurality of microlenses are formed, 상기 도광판 상의 일 방향 연장선상으로 반구형상의 곡률을 갖는 복수 개의 마이크로렌즈가 배열되되, 이러한 배열이 연속 반복하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연속마이크로렌즈를 갖는 도광판.A plurality of microlenses having a hemispherical curvature are arranged on the light guide plate in a direction extending in one direction, and the array is formed of a continuous microlens. 삭제delete
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