KR100682905B1 - 단방향 투명 광학계의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부광을 효율적으로 차단하면서 내부광을 거의 그대로 통과시킬 수 있는 단방향 투명 광학계의 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 단방향 투명 광학계의 제조 방법은, 투명 기판의 상면에 포토레지스트를 형성하는 단계; 상기 포토레지스트를 가열하여 탄화시킴으로서 흑체층을 형성하는 단계; 상기 흑체층을 패터닝함으로써 상기 투명 기판 위에 다수의 광흡수재료들을 형성하는 단계; 및 상기 광흡수재료들이 형성된 투명 기판 상에, 상기 광흡수재료들 중 대응하는 하나를 향하여 입사광을 굴절시키는 볼록 렌즈 형태의 돌출구조들을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 눈부심 방지를 위한 종래의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 2는 광흡수재료를 이용한 종래의 눈부심 방지 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 소멸간섭을 이용한 종래의 눈부심 방지 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 단방향 투명 광학계의 기본적인 구조를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단방향 투명 광학계의 구조를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단방향 투명 광학계의 구조를 도시한다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명에 따른 단방향 투명 광학계의 제조 과정을 도시하는 단면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
110......투명기판 110a.....돌출구조
112......광흡수재료 120......디스플레이 소자
130,135..마스크 131......흑체층
133......금속층 140......투명광학재료
본 발명은 단방향 투명 광학계의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외부광을 효율적으로 차단하면서 내부광을 거의 그대로 통과시킬 수 있는 단방향 투명 광학계의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 EL(organic electroluminescent)과 같은 직접 발광형 디스플레이 소자를 사용할 경우, 외부광이 디스플레이 소자의 표면에서 반사되어 눈부심이 발생할 뿐만 아니라, 금속전극에 의해 반사되는 외부광으로 인해 콘트라스트(contrast)가 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 무반사 코팅과 편광판 및 1/4 파장판을 사용하였다. 즉, 무반사 코팅을 이용하여 디스플레이 소자의 표면에서 외부광(20)이 반사되는 것을 최소화함으로써 눈부심을 방지한다. 그리고, 편광판(12)과 1/4 파장판(11)을 디스플레이 소자의 표면에 형성하여 내부로 들어온 외부광이 재방출되는 것을 억제함으로써, 콘트라스트 저하 문제를 해결한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 편광판(12)을 통과한 외부광(20)은 선평광 성분만을 갖는다. 선편광 성분만을 갖는 이 외부광(20)은 1/4 파장판(11)에 의해 원편광으로 편광 상태가 바뀌기 때문에, 반사될 때는 편광판(12)을 통과하지 못한다. 따라서, 일단 내부로 들어온 외부광은 재방출이 억제된다.
그러나, 이러한 종래의 방식에 따르면, 상기 1/4 파장판(11)과 편광판(12)으로 인하여, 외부광 뿐만 아니라 내부광도 방출이 제한되어, 내부광의 약 50% 이하만이 디스플레이 소자의 내부로부터 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 눈부심 및 콘트라스트의 저하를 방지하기 위한 종래의 구조에 의하면, 디스플레이 소자의 광효율 및 밝기가 떨어진다는 문제가 있다.
도 2는 편광판 대신 광흡수재료를 이용하는 눈부심 방지 구조를 가진 유기 EL 소자를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 투명 기판(21) 상에 제 1 전극(22), 전공주입층(23), 전공수송층(24), 유기발광층(25), 전자수송층(26), 전자주입층(28) 및 제 2 전극(29)이 연속적으로 적층된 구조의 유기 EL 소자에서, 상기 전자수송층(26)에 광흡수재료가 도핑되어 있다. 그러나, 이러한 구조에서는, 유기발광층(25)에서 발생된 내부광 역시 광흡수재료에 의해 흡수되기 때문에, 편광판을 이용하는 구조에 비해 단지 원가절감 효과만이 있을 뿐이다.
한편, 도 3은 소멸간섭을 이용하여 눈부심을 방지하는 구조를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 디스플레이 소자는 제 1 전극(31) 위에 발광층(32), 제 2 전극(33), 탑보호층(34) 및 무반사코팅층(35)이 연속적으로 적층된 구조이다. 또한, 제 1 전극은 반투과층(31a), 투과층(31b) 및 전반사층(31c)로 구성되어 있다. 이러한 구조에서, 외부광의 일부(L1)은 무반사코팅층(35)에 의해 반사되지 않고 흡수된다. 상기 무반사코팅층(35)을 통과한 광(L2,L3) 중 일부(L2)는 반투과층(31a)에 의해 반사되고 나머지 일부(L3)는 전반사층(31c)에 의해 반사된다. 이때, 반투과층(31a)에 의해 반사된 광(L2)과 전반사층(31c)에 의해 반사된 광(L3)은 서로 간섭하여 소 멸된다. 그러나, 이러한 구조의 경우에도 역시 발광층(32)에서 발생된 내부광의 일부가 반투과층(31a)과 전반사층(31c)에 의해 반사되어 소멸되기 때문에 내부광도 감소된다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은, 외부광을 효율적으로 차단하면서 내부광을 거의 그대로 통과시킬 수 있는 단방향 투명 광학계 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 눈부심 및 콘트라스트 저하가 없고, 밝기가 밝은 디스플레이 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 단방향 투명 광학계의 제조 방법은, 투명 기판의 상면에 포토레지스트를 형성하는 단계; 상기 포토레지스트를 가열하여 탄화시킴으로서 흑체층을 형성하는 단계; 상기 흑체층을 패터닝함으로써 상기 투명 기판 위에 다수의 광흡수재료들을 형성하는 단계; 및 상기 광흡수재료들이 형성된 투명 기판 상에, 상기 광흡수재료들 중 대응하는 하나를 향하여 입사광을 굴절시키는 볼록 렌즈 형태의 돌출구조들을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 흑체층을 형성하는 단계는 상기 포토레지스트를 적어도 300℃ 이상의 온도로 가열함으로써 이루어지며, 상기 포토레지스트의 가열 온도를 조절함으로써 상기 흑체층의 광흡수도를 조절할 수 있다.
한편, 상기 흑체층을 패터닝하는 단계는, 상기 흑체층의 상면에 금속층을 형 성하는 단계; 상기 금속층을 소정의 패턴으로 패터닝하는 단계; 상기 금속층에 의해 덮혀 있지 않은 흑체층의 영역을 식각하는 단계; 및 상기 금속층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흑체층은, 반응성 가스로서 O2를 사용하여 반응성 이온 식각(RIE) 방식에 따라 식각될 수 있다.,
또한, 상기 볼록 렌즈 형태의 돌출구조를 형성하는 단계는, 광흡수재료들이 형성된 투명 기판 상에 투명광학재료를 적층하는 단계; 상기 투명광학재료를 패터닝하여 다수의 돌출구조들을 형성하는 단계; 및 상기 패터닝된 돌출구조들을 용융 및 냉각하여 볼록 렌즈 형태의 돌출구조들을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
이때, 투명광학재료의 굴절률은 상기 투명 기판의 굴절률과 실질적으로 같은 것을 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 단방향 투명 광학계 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 단방향 투명 광학계의 기본적인 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 투명 필름과 같은 투명기판(110) 위에 투명광학재료(140)가 형성되어 있다. 상기 투명광학재료(140) 내에는 광흡수재료(112)가 매립되어 있으며, 상기 투명광학재료(140)의 상면에는 돌출구조(110a)가 형성되어 있다. 상기 돌출구조(110a)는 실질적으로 볼록 렌즈의 형태를 하고 있 다. 그러나, 상기 돌출구조(110a)는 반구형, 스페로이드형(spheroid), 다각형 또는 다른 모양들을 가질 수 있다. 광흡수재료(112)는, 예컨대, 포토레지스트를 탄화시킨 카본 블랙(carbon black)일 수 있다. 이러한 광흡수재료(112)는 상기 돌출구조(110a)의 초점 영역 부근에 배치된다. 따라서, 외부로부터 입사되는 외부광(50)은 볼렌 렌즈 형태의 돌출구조(110a)에 의해 굴절되어, 상기 돌출구조(110a)의 초점 영역 부근에 배치된 광흡수재료(112)를 향하게 된다. 그런후, 외부광(50)은 상기 광흡수재료(112)에서 흡수된다. 이때, 돌출구조(110a)는 넓은 입사각 범위를 가지는 외부광(50)들에 대해서도 실질적으로 작은 초점 영역을 향해 굴절시킬 수 있도록, 예컨대, 반구형 모양인 것이 좋다.
한편, 투명기판(110) 하부의 디스플레이 소자(도시되지 않음)에서 발생한 내부광(40)은 상기 외부광(50)과 반대 방향으로 진행한다. 상기 내부광(40)은, 예컨대, 영상 광일 수 있으며, 디스플레이 소자는 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 EL 디스플레이 또는 다른 디스플레이 소자일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광흡수재료(112)는 작은 수평 단면적을 가진다. 따라서, 광방출층에 의해 발생한 대부분의 내부광(40)은 광흡수재료(112)에 흡수되지 않고 그대로 투명기판(110)을 통과하여 외부로 방출된다. 단지 극히 일부분의 내부광(40)만이 광흡수재료(112)에 부딪쳐서 흡수된다.
본 발명에 따르면, 상기 돌출구조(110a)는 약 0.1~100㎛, 바람직하게는, 1~10㎛ 범위 내의 직경을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 돌출 구조(110a)는 약 3~10㎛ 범위의 직경을 가진다. 광흡수재료(112)의 직경은 상기 돌출구조(110a)의 직경의 최대 절반까지 될 수 있다. 이러한 광흡수재료(112)의 직경은, 상기 광흡수재료(112)에 의해 흡수되는 외부광(50)과 광방출층에 의해 방출된 내부광(40) 사이의 균형을 위하여, 상기 돌출구조(110a)의 직경을 고려하여 선택한다. 즉, 광흡수재료(112)의 직경은 외부광(50)을 충분히 흡수할 수 있을 만큼 커야 하는 동시에, 광방출층에 의해 방출된 내부광(40)이 지나치게 차단되지 않도록 작아야 한다. 예컨대, 광흡수재료(112)의 직경은 돌출구조(110a)의 직경의 1/100 내지 1/2 사이, 바람직하게는, 1/5 내지 1/3 사이에 있을 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 단방향 투명 광학계를 이용하여, 디스플레이 소자 위에 반사 및 눈부심 방지층을 형성한 예이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 반사 및 눈부심 방지층은 도 4에 도시된 단방향 투명 광학계를 2차원적으로 배열한 구조이다. 앞서 설명한 바와 같이, 외부광은 볼록 렌즈 형태의 돌출구조(110a)에 의해 굴절되어 광흡수재료(112)에서 흡수되지만, 디스플레이 소자(120)에서 발생하여 투명 기판(110)을 통과하는 내부광은 거의 대부분 광흡수재료(112) 사이로 지나간다. 이러한 본 발명의 경우, 매우 간단한 구성만으로 외부광은 거의 흡수하고 내부광은 거의 통과시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이 소자에 적용할 경우, 종래에 비해 디스플레이 소자의 밝기를 거의 80% 이상으로 향상시킬 수 있으며, 반사광에 의해 눈부심 효과는 거의 없게 된다.
한편, 상기 돌출구조(110a)들의 크기를 마이크로미터 수준(예컨대, 0.1~100㎛)으로 작게 형성하면, 상기 돌출구조(110a)들은, 외부광(50)을 굴절시켜 광흡수재료(112)를 향하게 하는 동시에, 외부광(50)의 일부를 산란시킨다. 따라서, 돌출 구조(110a)들의 표면에서 외부광(50)이 반사되면서 발생되는 눈부심도 감소시킬 수 있다. 이때, 반사광들 사이의 간섭에 의해 발생하는 간섭 무늬가 형성되지 않도록, 상기 돌출구조(110a)들의 간격과 크기를 균일하지 않게 형성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단방향 투명 광학계를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 단방향 투명 광학계는, 투명기판(110)의 상면에는 투명광학재료(140)로 이루어진 볼록 렌즈 형태의 다수의 돌출구조(110a)가 형성되어 있으며, 상기 돌출구조(110a)들 중 대응하는 하나의 초점 영역 부근에 각각 광흡수재료(112)들이 배치되어 있다. 상기 투명기판(110)은 유기 EL과 같은 디스플레이 소자(120) 위에 배치된다. 또한, 상기 다수의 돌출구조(110a) 상에는 광투과층(150)이 형성되어 있으며, 상기 광투과층(150)의 표면에는 반사방지 코팅(160)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 광투과층(150)은, 돌출구조(110a)가 광흡수재료(112)들을 향해 입사광을 굴절시킬 수 있도록, 상기 돌출구조(110a)들에 사용된 투명재료의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 가져야 한다. 이 경우, 반사방지 코팅(160)으로 인해 광투과층(150) 표면에서의 반사를 거의 제거할 수 있다. 광투과층(150)의 표면에서 거의 반사 없이 그대로 광투과층(150)을 통과한 외부 입사광은 거의 대부분 돌출구조(110a)에 의해 굴절된 다음, 광흡수재료(112)에 의해 흡수된다. 이때, 앞서 설명한 것과 같은 이유로, 상기 돌출구조(110a)들의 배열은 균일하지 않을 수 있다.
도 7a 내지 도 7i는 상술한 구조를 갖는 단방향 투명 광학계를 제조하는 공정을 순차적으로 도시하고 있다.
먼저, 도 7a와 같이, 투명 기판(110) 위에, 예컨대, 약 1㎛ 내지 2㎛의 두께 로 포토레지스트(photo resist)(130)를 도포한다. 여기서, 상기 투명 기판(110)은, 예컨대, 메틸메사크릴레이트(methylmethacrylate; MMA)와 같은 투명 재료를 에멀전 중합(emulsion polymerization) 함으로써 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 글래스(glass)와 같은 다른 광투과성 재료를 사용할 수도 있다.
그런 후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지시트(130)를 예컨대 하드 베이크(hard bake)와 같은 방법을 이용하여 탄화시킴으로써 흑체층(131)을 형성한다. 포토레지스트(130)는 일반적으로 약 300℃에서 가열하면 탄화가 시작된다. 통상, 300~400℃에서 가열할 경우 포토레지스트(130)의 약 50% 정도가 탄화되며, 약 1000℃ 정도에서 가열할 경우 약 80% 정도가 탄화된다. 이렇게 투명 기판(110) 위의 포토레지스트(130)를 가열하여 탄화시키면, 투명 기판(110) 위에는 탄소(C)를 주성분으로 하는 검은 흑체층(131)이 형성된다. 이렇게 해서 형성된 흑체층(131)은 탄소를 포함하고 있기 때문에 충분한 광흡수도를 가질 수 있다. 또한, 포토레지스트(130)의 탄화 정도에 따라 탄소의 함량이 달라지기 때문에 광흡수도를 적절히 조절하는 것도 가능하다. 즉, 필요에 따라 포토레지스트(130)의 가열 온도를 조절함으로써 흑체층(131)의 광흡수도를 원하는 값으로 조절할 수 있다.
다음으로, 투명 기판(110) 위에 형성된 상기 흑체층(131)을 소정의 크기로 패터닝하여 다수의 광흡수재료를 형성하여야 한다. 상기 흑체층(131)을 패터닝하기 위해서 흑체층(131) 위에 직접 포토레지스트를 도포할 경우, 포토레지스트를 제거하는 이후의 과정에서 흑체층(131)도 함께 제거될 위험이 있다. 포토레지스트의 제 거는 통상 산소(O2) 분위기에서 이루어지는데, 이 과정에서 탄소를 주성분으로 하는 흑체층(131)이 산화되기 때문이다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 도 7c에 도시된 바와 같이, 흑체층(131) 위에 금속층(133)을 먼저 형성한다. 금속층(133)은 예컨대 스퍼터링 또는 증착 방법과 같이 공지된 방법에 따라 형성될 수 있다. 금속층(133)이 형성되었으면, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 금속층(133) 위에 포토레지스트(135)를 도포한 후, 예컨대 포토리소그래피 방법에 따라 소정의 형태로 패터닝한다.
그런 다음, 도 7e에 도시된 바와 같이, 통상적인 방법에 따라, 외부로 노출된 금속층(133)을 식각한다. 이 과정에서, 상기 포토레지스트(135)의 패턴을 따라 흑체층(131)의 일부가 외부로 노출된다. 그런 후, 반응성 가스로서, 예컨대, 산소(O2)를 사용하는 반응성 이온 식각(Reactive ion etching; RIE) 방식을 이용하여 상기 노출된 흑체층(131)을 선택적으로 제거한다. 이때, 금속층(133) 위의 포토레지스트(135)도 동시에 함께 제거된다. 이러한 흑체층(131)의 패터닝이 완료되었으면, 상기 흑체층(131) 위에 남아 있는 금속층(133)을 제거한다. 그러면, 도 7f에 도시된 바와 같이, 상기 흑체층(131)이 패터닝되어 형성된 광흡수재료(112)들이 투명 기판(110) 위에 다수 존재하게 된다.
그런 후, 도 7g에 도시된 바와 같이, 광흡수재료(112)들이 형성된 투명 기판 (110) 상에 투명광학재료(140)를, 예컨대, 약 2~3㎛의 두께로 적층한다. 여기서, 투명광학재료(140)는, 예컨대, 투명 기판(110)과 동일한 PMMA를 사용할 수 있다. 그러나, 반드시 PMMA에만 한정되는 것은 아니며, 투명 기판(110)과 실질적으로 같은 굴절률을 갖는 다른 투명재료를 사용하더라도 무방하다. 그런 다음, 상기 투명광학재료(140)를 패터닝하여 다수의 직육면체 형상의 돌출구조들을 형성한다. 도 7h는 이렇게 투명 기판(110) 상에 형성된 직육면체 형태의 돌출구조들을 도시하는 것으로, 상기 돌출구조들의 폭은, 예컨대, 약 5㎛ 정도인 것이 좋다. 여기서, 도 7h에 도시된 바와 같이, 상기 직육면체 형태의 돌출구조들의 하면 중심에는 대응하는 광흡수재료(112)들이 각각 위치하게 된다.
마지막으로, 도 7i에 도시된 바와 같이, 예컨대, 이미 공지된 베이크 & 리플로우(bake & reflow) 공정을 이용하여, 상기 패터닝된 직육면체 형상의 돌출구조들을 용융 및 냉각하여 볼록 렌즈 형태의 돌출구조(110a)로 형성한다. 예컨대, 핫플레이트(hot plate)나 할로겐 램프, 또는 레이저 빔을 이용하여 소정의 온도로 가열하면 직육면체 형상의 돌출구조가 용융되면서, 예컨대, 점차 반구형으로 바뀌게 된다. 이때, 가열 온도는 사용한 재료의 종류 및 두께 등에 따라 적당히 선택될 수 있다. 직육면체 형상의 돌출구조가 반구형 볼록 렌즈 형태를 갖는 돌출구조(110a)로 완전히 용융 및 변형되면, 이를 냉각하여 경화시킨다. 그러면, 이러한 볼록 렌즈 형태를 갖는 상기 돌출구조(110a)는 상기 광흡수재료(112)들 중 대응하는 하나의 광흡수재료를 향하여 입사광을 굴절시킬 수 있게 된다.
한편, 광흡수재료(112)의 형성 과정에서, 상기 투명 기판(110)의 상면에 형성된 광흡수재료(112)들의 패턴 사이의 간격을 균일하지 않게 함으로써, 최종적으로 형성된 렌즈형의 돌출구조(110a)들의 간격과 크기를 균일하지 않게 할 수도 있 다. 이 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 돌출구조(110a)들의 표면에서 반사된 반사광들 사이의 간섭에 의해 발생하는 간섭 무늬가 형성되지 않는다.
이렇게 완성된 단방향 투명 광학계는 도 5에 도시된 실시예의 단방향 투명 광학계와 동일한 구조를 갖는다. 이러한 구조에서, 도 6에 도시된 실시예의 단방향 투명 광학계를 제조하기 위하여, 렌즈형의 돌출구조(110a) 위에 광투과층(150) 및 반사방지 코팅(160)을 연속해서 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 외부광을 효율적으로 차단하면서 내부광효율을 거의 그대로 유지할 수 있다. 따라서, 디스플레이 소자에 사용할 경우, 눈부심 및 콘트라스트의 저하를 효율적으로 방지할 수 있으며, 편광판을 이용하는 종래의 기술에 비해 거의 80% 이상의 밝기를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 그 구조가 간단하고 값비싼 재료를 사용하지 않기 때문에, 편광판을 사용하는 경우에 비하여 원가절감을 할 수 있다.
더욱이, 본 발명은, 유기 EL을 포함한 어떠한 형태의 발광 소자의 내부 구조와 관계 없이 효율적으로 적용이 가능하기 때문에 공정과 설계면에서도 유리하다.
또한, 본 발명은 디스플레이 소자 뿐만 아니라, 방향에 따라 빛을 선택적으로 차단하는 투명막을 필요로 하는 조명, 광학설계 등 다양한 분야에도 특별한 설계 변경 없이 응용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 단방향 투명 광학계의 제조 방법의 경우, 공정이 매우 간단하고 사용되는 재료가 적기 때문에 원가절감을 할 수 있다.
Claims (13)
- 투명 기판의 상면에 제 1 포토레지스트를 형성하는 단계;상기 제 1 포토레지스트를 가열하여 탄화시킴으로서 흑체층을 형성하는 단계;상기 흑체층을 패터닝함으로써 상기 투명 기판 위에 다수의 광흡수재료들을 형성하는 단계; 및상기 광흡수재료들이 형성된 투명 기판 상에, 상기 광흡수재료들 중 대응하는 하나를 향하여 입사광을 굴절시키는 볼록 렌즈 형태의 돌출구조들을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 흑체층을 형성하는 단계는 상기 제 1 포토레지스트를 300~1000℃ 의 온도로 가열함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 포토레지스트의 가열 온도를 조절함으로써 상기 흑체층의 광흡수도를 조절하는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 흑체층을 패터닝하는 단계는:상기 흑체층의 상면에 금속층을 형성하는 단계;상기 금속층을 소정의 패턴으로 패터닝하는 단계;상기 금속층에 의해 덮혀 있지 않은 흑체층의 영역을 식각하는 단계; 및상기 금속층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 금속층을 소정의 패턴으로 패터닝하는 단계는,상기 금속층의 상면에 제 2 포토레지스트를 도포하고 패터닝하는 단계; 및상기 제 2 포토레지스트에 의해 덮혀 있지 않은 금속층을 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 금속층에 의해 덮혀 있지 않은 흑체층의 영역을 식각하는 단계에서 상기 금속층 위의 제 2 포토레지스트가 동시에 제거되는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 흑체층은, 반응성 가스로서 O2를 사용하여 반응성 이온 식각(RIE) 방식에 따라 식각되는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 볼록 렌즈 형태의 돌출구조를 형성하는 단계는:광흡수재료들이 형성된 투명 기판 상에 투명광학재료를 적층하는 단계;상기 투명광학재료를 패터닝하여 다수의 돌출구조들을 형성하는 단계; 및상기 패터닝된 돌출구조들을 용융 및 냉각하여 볼록 렌즈 형태의 돌출구조들을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 패터닝된 돌출구조들의 하부 중심에 각각 상기 광흡수재료가 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,투명광학재료의 굴절률은 상기 투명 기판의 굴절률과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,돌출구조들을 용융 및 냉각하는 과정은 베이크 & 리플로우(bake & reflow) 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출구조들 위에 광투과층 및 반사방지층을 연속해서 추가적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 광투과층의 굴절률은 상기 돌출구조의 굴절률 보다 낮은 것을 특징으로 하는 단방향 투명 광학계의 제조 방법.
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