KR100701355B1 - 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용음각틀의 제작방법 - Google Patents

마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용음각틀의 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로렌즈 어레이를 이루는 각각의 마이크로렌즈들이 서로 상이한 렌즈면을 가지는 마이크로렌즈 어레이 및 이러한 마이크로렌즈를 복제하기 위한 복제용 음각틀의 제작방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작방법은, 기판 상에 감광제를 도포하고 경화시키는 도포공정과, 도포공정이 완료된 기판에 대해 소정 패턴을 가지는 이동마스크를 상대이동시켜가며 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정과, 제 1 노광공정이 완료된 기판 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크를 고정시키고 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 2 노광공정과, 제 2 노광공정이 완료된 기판을 현상함에 따라 현상에 의해 제거되지 않는 감광제만이 기판 상에 원기둥 형태로 남게 되는 현상공정과, 현상공정의 완료 후 기판 상에 원기둥 형태로 남게 되는 감광제를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법은 전술한 마이크로렌즈 어레이의 제작방법에 따라 원형틀을 형성하는 원형틀형성공정과, 열처리공정이 완료된 원형틀 상에 복제용 음각틀이 될 경화성 물질을 부어 경화시키거나 또는 전기도금을 통해 복제용 음각틀을 형성한 후 상기 원형틀로부터 분리해 내는 음각틀분리공정을 포함한다.

Description

마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법{Fabrication method of micro lens array and stamper for duplicating micro lens array}
도 1은 종래기술에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작공정도.
도 2는 이온식각공정을 포함하는 종래기술에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작공정도.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작공정도.
도 4는 도 3의 제작공정에 의해 제작된 마이크로렌즈 어레이의 원형틀의 현미경 사진.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작공정 및 이 복제용 음각틀을 이용하여 다양한 렌즈면을 가지는 마이크로렌즈 어레이를 복제하는 과정을 도시한 공정도.
도 6은 이온식각공정을 포함하는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이의 복제용 음각틀의 제작공정과, 이 복제용 음각틀을 이용하여 마이크로렌즈 어레이를 복제하는 과정을 도시한 공정도.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****
101: 감광제 102: 기판
103: 마스크 104: 자외선
105; 노광 후의 감광제 106: 현상 후의 감광제
107: 열처리 후의 감광제 108: 복제용 음각틀
109: 복제된 마이크로렌즈 어레이 201: 가속이온
202: 식각된 기판 203: 복제용 음각틀
204: 복제된 마이크로렌즈 어레이 301: 이동식 마스크
302: 1차 노광 후의 감광제 303: 마스크
304: 2차 노광 후의 감광제 305: 현상 후의 감광제
306: 열처리 후의 감광제 501: 복제용 음각틀
502: 복제된 마이크로렌즈 어레이 601: 가속이온
602: 식각된 기판 603: 복제용 음각틀
604: 복제된 마이크로렌즈 어레이
본 발명은 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로렌즈 어레이를 이루는 각각의 마이크로렌즈들이 서로 상이한 렌즈면을 가지는 마이크로렌즈 어레이 및 이러한 마이크로렌즈를 복제하기 위한 복제용 음각틀의 제작방법에 관한 것이다.
마이크로렌즈 어레이(micro lens array)는 일반적으로 직경이 수십 마이크로미터 내지 수백 마이크로미터 정도의 렌즈들이 바둑판 모양으로 배열된 것을 말한다.
이러한 마이크로렌즈 어레이는 일반적으로 반도체 공정을 응용한 미소가공법으로 제작되는데, 즉 마이크로렌즈 어레이는 일반적으로 감광제를 유리 재질의 기판에 도포하고 난 후에 반도체 공정에서의 사진식각공정을 이용하여 원기둥의 형태만 남도록 가공한 다음에, 열을 가하여 원기둥 형태로 남아있는 감광제를 녹여 감광제가 곡면이 형성되도록 한 후, 다시 온도를 낮추어 감광제를 경화시키거나, 경화 후 이온식각을 추가적으로 수행하는 것에 의해 제작된다.
일반적으로 감광제는 빛을 투과시키므로 이러한 방법으로도 마이크로렌즈 어레이를 제작할 수 있지만, 실시예에 따라서는 유리 이외의 기판을 사용하여 전술한 방법으로 감광제에 곡면을 형성함으로써 원형틀을 형성하고, 이렇게 형성된 원형틀을 이용하여 복제용 음각틀을 형성한 후, 이 음각틀을 통해 다수의 마이크로렌즈 어레이를 복제할 수도 있다.
도 1에는 종래기술에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작공정이 도시되는데, 이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 원형틀의 제작공정을 설명하면 다음과 같다:
제 1 단계로 기판(102) 상에 감광제(101)를 도포하고 경화시킨다. 제 2 단계로 감광제(101) 상에 소정 패턴을 가지는 마스크(103)를 위치시킨 후, 자외선(104) 을 조사한다. 그러면 마스크(103)의 개방부분으로만 자외선(104)이 조사되어 해당 감광제(101) 부분에만 에너지가 전달되면서 노광이 이루어진다. 노광 후의 감광제(105)는 육안으로는 확인이 어렵지만 공간적으로 분자결합상태에서 차이를 가지게 된다.
제 3 단계로 제 2 단계를 거친 기판(102)을 현상하면, 기판(102) 상에는 현상과정에서 제거되지 않는 감광제(106)만이 기둥 형태로 남게 된다. 이렇게 기둥 형태를 가지는 현상 후의 감광제(106)는 열을 가하면, 녹으면서 액체로 변하고, 표면 장력에 의하여 형태가 기둥에서 곡면으로 변하게 된다. 그 후 다시 상온으로 식히면 곡면이 유지된 상태로 경화되어 기판(102) 상에 남는 열처리 후의 감광제(107)는 렌즈면의 형태를 가지게 된다.
기판(102)의 재질을 유리로 할 경우에는, 전술한 일련의 공정이 완료되었을 때 마이크로렌즈 어레이를 얻게 된다. 그러나 제작을 여기서 끝내지 않고 기판(102)과 열처리 후의 감광제(107) 상에 경화성 물질을 붇고서 경화시키거나, 전기도금을 이용하여 고체를 올린 후에, 이를 분리해 내면 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀(108)을 얻게 되는데, 이 복제용 음각틀(108)을 이용할 경우, 다수의 마이크로렌즈 어레이(109)를 복제할 수 있다.
도 2에는 이온식각공정을 포함하는 종래기술에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작공정이 도시되는데, 이하, 도 2를 참조하여 이온식각공정을 포함하는 종래기술에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작공정을 설명하면 다음과 같다:
제 1 단계로 기판(102) 상에 감광제(101)를 도포하고 경화시킨다. 제 2 단계로 감광제(101) 상에 소정 패턴을 가지는 마스크(103)를 위치시킨 후, 자외선(104)을 조사한다. 그러면 마스크(103)의 개방부분으로만 자외선(104)이 조사되어 해당 감광제(101) 부분에만 에너지가 전달되면서 노광이 이루어진다. 노광 후의 감광제(105)는 육안으로는 확인이 어렵지만 공간적으로 분자결합상태에서 차이를 가지게 된다.
제 3 단계로 제 2 단계를 거친 기판(102)을 현상하면, 기판(102) 상에는 현상과정에서 제거되지 않는 감광제(106)만이 기둥 형태로 남게 된다. 이렇게 기둥 형태를 가지는 현상 후의 감광제(106)는 열을 가하면, 녹으면서 액체로 변하고, 표면 장력에 의하여 형태가 기둥에서 곡면으로 변하게 된다. 그 후 다시 상온으로 식히면 곡면이 유지된 상태로 경화되어 기판(102) 상에 남는 열처리 후의 감광제(107)는 렌즈면의 형태를 가지게 된다.
제 4 단계로 제 3 단계를 거친 곡면의 감광제가 있는 기판을 가속이온(201)을 이용하여 이온식각을 하면 곡면의 굽은 정도가 더 심하게 된다. 이는 기판(102)이 감광제(107)에 비하여 이온에 의해 식각되는 속도가 더 빠르게 되도록 조절될 수 있기 때문이다.
기판(102)의 재질을 유리로 할 경우에는 전술한 과정이 완료되었을 때, 마이크로렌즈 어레이를 얻게 된다. 그러나 제작을 여기서 끝내지 않고 이온 식각 후의 기판(202) 상에 경화성 물질을 붓고서 경화시키거나, 전기도금을 이용하여 고체를 올린 후에, 이를 분리해 내면 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀(203)을 얻게 되는데, 복제용 음각틀(203)을 이용하면 다수의 마이크로렌즈 어레이(204)를 복제할 수도 있다.
그러나 전술한 종래기술에 따른 제작공정으로는, 일반적으로 기둥 형태를 가지는 현상 후의 감광제(106)는 동일한 크기와 모양을 가지도록 제작되므로, 열처리 후의 감광제(107)와 이온 식각 후의 기판(202) 상의 곡면도 동일한 크기와 모양을 가지게 된다. 따라서 마이크로렌즈 어레이를 이루는 각각의 마이크로렌즈들은 모두 동일한 렌즈면을 가지게 되어, 마이크로렌즈 어레이를 이루는 각각의 마이크로렌즈들이 동일한 직경을 가지는 경우에는 동일한 렌즈면만을 가지게 되는 문제점이 발생된다.
그리고 마이크로렌즈 어레이를 이루는 각각의 렌즈의 직경이 다른 경우에는 각기 다른 렌즈면과 초점 거리를 가지게 될 뿐, 동일한 초점 거리를 가지도록 제작할 수는 없는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 마이크로렌즈 어레이를 이루는 각각의 마이크로렌즈들이 서로 상이한 렌즈면을 가지는 마이크로렌즈 어레이 및 이러한 마이크로렌즈를 복제하기 위한 복제용 음각틀이 제작될 수 있도록 한, 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀 제작방법을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 기판 상에 감광제를 도포하고 경화시키는 도포공정과, 도포공정이 완료된 기판에 대해 소정 패턴을 가지는 이동마스크를 상대이동 시켜가며 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정과, 제 1 노광공정이 완료된 기판 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크를 고정시키고 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 2 노광공정과, 제 2 노광공정이 완료된 기판을 현상함에 따라 현상에 의해 제거되지 않는 감광제만이 기판 상에 기둥 형태로 남게 되는 현상공정과, 현상공정의 완료 후 기판 상에 기둥형태로 남게 되는 감광제를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 제작방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 전술한 제 1 노광공정은 기판에 대한 이동마스크의 상대이동속도의 조절 및 기판에 대한 이동마스크의 상대이동방향의 변경 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 통해 실행된다.
전술한 본 발명의 목적은 또한, 기판 상에 감광제를 도포하고 경화시키는 도포공정과, 도포공정이 완료된 기판 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크를 고정시키고 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정과, 제 1 노광공정이 완료된 기판에 대해 소정 패턴을 가지는 이동마스크를 상대이동시켜가며 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 2 노광공정과, 제 2 노광공정이 완료된 기판을 현상함에 따라 현상에 의해 제거되지 않는 감광제만이 기판상에 원기둥 형태로 남게 되는 현상공정과, 현상공정의 완료 후 기판 상에 원기둥 형태로 남게 되는 감광제를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 제작방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 전술한 제 2 노광공정은 기판에 대한 이 동마스크의 상대이동속도의 조절 및 기판에 대한 이동마스크의 상대이동방향의 변경 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 통해 실행된다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 전술한 열처리공정의 완료 후에, 가속이온에 의한 이온식각을 통하여 기판 상의 감광제에 의한 요철의 단차를 더욱 증가시키는 이온식각공정을 더 포함한다.
전술한 본 발명의 목적은 또한, 전술한 마이크로렌즈 어레이의 제작방법에 따라 원형틀을 형성하는 원형틀형성공정과, 전술한 열처리공정이 완료된 원형틀 상에 복제용 음각틀이 될 경화성 물질을 부어 경화시키거나 또는 전기도금을 통해 복제용 음각틀을 형성한 후 분리해 내는 음각틀분리공정을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법을 제공함에 의해 달성된다.
전술한 본 발명의 목적은 또한, 전술한 마이크로렌즈 어레이의 제작방법에 따라 원형틀을 형성하는 원형틀형성공정과, 전술한 이온식각공정이 완료된 원형틀 상에 복제용 음각틀이 될 경화성 물질을 부어 경화시키거나 또는 전기도금을 통해 복제용 음각틀을 형성한 후 분리해 내는 음각틀분리공정을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법을 제공함에 의해 달성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀 제작방법을 상세히 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 예시적인 방법으로 설명한 것일 뿐, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상이나 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 3에는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작공정이 도시되고, 도 4에는 도 3의 제작방법에 따라 제작된 마이크로렌즈 어레이의 원형틀의 현미경 사진이 도시되며, 도 5에는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 복제용 음각틀의 제작공정과, 복제용 음각틀을 이용하여 마이크로렌즈 어레이를 복제하는 과정이 도시된다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작공정은, 도 3에 도시되는 바와 같이, 기판(102) 상에 감광제(101)를 도포하고 경화시키는 도포공정과, 도포공정이 완료된 기판(102)에 대해 소정 패턴을 가지는 이동식 마스크(301)를 상대이동시켜가며 감광제(101) 상에 자외선(104)을 조사하는 제 1 노광공정과, 제 1 노광공정이 완료된 감광제(302) 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크(303)를 고정시키고 감광제(302) 상에 자외선(104)을 조사하는 제 2 노광공정과, 제 2 노광공정이 완료된 감광제(304)를 현상함에 따라 현상에 의해 제거되지 않는 감광제(305)만이 기판(102) 상에 기둥 형태로 남게 되는 현상공정과, 현상공정의 완료 후 기판(102) 상에 기둥 형태로 남게 되는 감광제(305)를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정을 포함한다.
더욱 상세히 설명하면, 우선 제 1 단계로 기판(102)에 감광제(101)를 도포하고 경화시키는 도포공정이 행해진다.
전술한 도포공정이 완료되면, 기판(102)에 대해 소정 패턴을 가지는 이동식 마스크(301)를 상대이동시켜가며 감광제(101) 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정이 행해지는데, 이러한 제 1 노광공정은 기판(102)에 대한 이동식 마스크(301)의 상대이동속도의 조절 및 기판(102)에 대한 이동식 마스크(301)의 상대이동방향의 변경 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 통해 실행되는 것이 바람직하다.
기판(102)에 대한 이동식 마스크(301)의 상대이동속도 및 이동식 마스크(301)의 자체의 패턴형태에 의하여 감광제(101)에 자외선(104)이 조사되는 시간을 위치별로 다르게 조절할 수 있는데, 예를 들어, 동일한 세기의 자외선(104)이 지속적으로 조사되고 있을 때, 이동식 마스크(301)의 이동속도를 좌에서 우로 이동할수록 느리게 하면, 좌측의 감광제는 자외선(104)이 조사 되는 시간이 짧아지고, 우측의 감광제는 조사되는 시간이 길어진다. 뿐만 아니라. 이동식 마스크(301)의 상대이동은 필요에 따라 이동방향을 변경하면서 행해질 수도 있다.
도 3의 세번째 도면은 자외선(104)의 조사, 즉 제 1 노광공정이 완료되었을 때 감광제(101)의 분자 결합 상태가 변하는 부분을 도식적으로 나타낸 것이다.
다음 단계에서는 종래의 마이크로렌즈 어레이를 제작하는 과정에서 사용되는 일반적인 제 2 노광공정이 수행되는데, 이 경우는 동일 패턴이 반복되는 마스크(303)를 제 1 노광공정이 완료된 감광제(302) 위에 고정시키고 자외선(104)을 충분히 조사하게 된다. 그러면 감광제의 분자결합 상태가 변한 부분은, 도 3의 다섯번째 도면과 같이 형성된다.
그 다음에 현상공정을 실시하면, 감광제의 분자 결합 상태가 변한 부분은 제거되어 현상 후의 감광제(305)는 도 3의 여섯번째 도면과 같이 기둥형태로 기판(102) 상에 남아 있게 되며, 현상공정 후의 감광제(305)는 위치별로 다른 높이를 가지게 된다.
그 다음에 열처리공정을 통해 현상 후의 감광제(305)를 녹이고서 다시 경화 시키면, 열처리 후의 감광제(306)는 도 3의 마지막 단계의 도면처럼 형성되는데, 이렇게 형성된 열처리 후의 감광제(306)는 각기 다른 곡면을 형성함을 알 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작공정은, 실시예에 따라, 기판(102)에 대해 소정 패턴을 가지는 이동식 마스크(301)를 상대이동시켜가며 감광제(101) 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정과, 동일 패턴이 반복되는 마스크(303)를 제 1 노광공정이 완료된 감광제(302) 위에 고정시키고 자외선(104)을 충분히 조사하는 제 2 노광공정이 서로 순서를 바꾸어 행해질 수도 있다.
다시 말해서, 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작공정은, 기판(102) 상에 감광제(101)를 도포하고 경화시키는 도포공정과, 도포공정이 완료된 기판(102) 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크(303)를 고정시키고 감광제(302) 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정과, 제 1 노광공정이 완료된 기판(302)에 대해 소정 패턴을 가지는 이동식 마스크(301)를 상대이동시켜가며 감광제(101) 상에 자외선을 조사하는 제 2 노광공정과, 제 2 노광공정이 완료된 감광제(304)를 현상함에 따라 현상에 의해 제거되지 않는 감광제(305)만이 기판(102) 상에 기둥 형태로 남게 되는 현상공정과, 현상공정의 완료 후 기판(102) 상에 기둥 형태로 남게 되는 감광제(305)를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정을 포함할 수도 있다.
또한, 전술한 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작공정은, 실시예에 따라, 열처리공정 완료 후에, 가속이온(501)에 의한 이온식각을 통하여 기판(102) 상의 감광제(305)에 의한 요철 단차를 더욱 증가시키는 이온식각(RIE)공정을 더 포함(도 6 참조)할 수도 있다.
도 4는 도 3의 방법으로 제작된 원형틀의 광학 현미경 사진이다. 사진에는 동일한 직경을 가지는 렌즈면이 바둑판 형태로 배열되어 있는데, 표면에는 대각선 방향의 주름이 보인다. 주름은 실제 표면의 주름에 의하여 보이는 것이 아니고 간섭 현상에 의하여 보이는 것인데, 열처리 후의 감광제(306)의 표면이 볼록하면 주름이 촘촘히 보이고, 평평하면 주름이 듬성듬성 보이게 된다. 좌측 상단에서 우측 하단으로 갈수록 주름이 듬성듬성 해지는 것을 알 수 있다. 이러한 주름이 보이는 이유는 이동식 마스크(301)를 'ㄱ'자로 꺾인 슬릿형태로 만들고 이를 좌에서 우로, 상에서 하로 속도를 변화시키면서 이동시키며 노광하여 제작한 마이크로렌즈 어레이이므로 좌상단의 마이크로렌즈는 볼록하고, 우하단의 마이크로렌즈는 평평하기 때문이다.
또한, 전술한 제작공정이 완료된 시료는 마이크로렌즈 어레이를 복제하기 위한 음각틀의 제조를 위해 사용될 수도 있는데, 이러한 공정은 도 5에 도시된다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법은 도 5에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작방법(도 3 참조)에 따라 원형틀을 형성하는 원형틀형성공정과, 이 원형틀 상에 복제용 음각틀이 될 경화성 물질을 부어 경화시킨 후 분리해 내는 음각틀분리공정을 포함한다.
본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법을 더욱 상세히 설명하면, 우선 제 1 단계로, 기판(102) 상에 감광제(101)를 도포하고 경화시키는 도포공정과, 도포공정이 완료된 기판(102)에 대해 소정 패턴을 가지는 이동마스크(301)를 상대이동시켜가며 감광제(101) 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정 과, 제 1 노광공정이 완료된 기판(302) 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크(303)를 고정시키고 감광제(302) 상에 자외선을 조사하는 제 2 노광공정과, 제 2 노광공정이 완료된 감광제(304)를 현상함에 따라 현상에 의해 제거되지 않는 감광제(305)만이 기판(102) 상에 기둥 형태로 남게 되는 현상공정과, 현상공정의 완료 후 기판(102) 상에 기둥 형태로 남게 되는 감광제(305)를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정에 이르는 일련의 공정을 통해 기판(102)과 감광제(306)로 구성되는 원형틀을 준비하게 된다.
그 다음 단계에서는 이렇게 형성된 원형틀 위에 경화성 물질을 붇고서 경화시키거나 전기 도금으로 고체를 원형틀 위에 올리게 되는데, 원형틀의 위에 올려진 물질은 복제 마이크로렌즈 어레이(502)를 위한 복제용 음각틀(501)로 사용될 수 있게 변하게 됨에 따라, 이를 원형틀에서 분리시킬 경우에 복제용 음각틀(501)을 이용하여 복제 마이크로렌즈 어레이(502)를 제작할 수 있게 된다.
도 6에는 이온식각공정을 포함하는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이의 복제용 음각틀의 제작공정과, 이 복제용 음각틀을 이용하여 마이크로렌즈 어레이를 복제하는 과정이 도시된다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 이온식각공정을 포함하는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법은, 도 3에 도시되는 바와 같은 마이크로렌즈 어레이의 제작방법에 따라 원형틀을 형성하는 원형틀형성공정과, 열처리공정의 완료 후에, 가속이온에 의한 이온식각을 통하여 기판(102) 상의 감광제(305)에 의한 요철의 단차를 더욱 증가시키는 이온식각공정과, 이온식각공정이 완 료된 원형틀(602) 상에 복제용 음각틀(603)이 될 경화성 물질을 부어 경화시키거나 또는 전기도금을 통해 복제용 음각틀(603)을 형성한 후 분리해 내는 음각틀분리공정을 포함한다.
이를 상세히 설명하면, 우선 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작방법(도 3 참조)에 따라 원형틀을 준비한 후, 다음 단계에서 가속이온(601)을 이용하는 이온식각(RIE)공정을 이용하여 요철의 단차가 큰 원형틀(602)을 제작하게 된다.
이 단계에서 제작되는 요철의 단차가 큰 원형틀(602)은 후속공정의 원형틀로 사용될 수 있고, 그 자체로 마이크로렌즈 어레이로 사용될 수도 있다. 다음 단계에서는 원형틀(602) 위에 경화성 물질을 붇고서 경화시키거나 전기 도금으로 고체를 원형틀 위에 올린다.
요철의 단차가 커진 원형틀(602)의 위에 올려진 물질은 복제 마이크로렌즈 어레이(604)를 위한 복제용 음각틀(603)로 사용할 수 있게 변하게 됨에 따라, 이를 원형틀(602)에서 분리시킬 경우에 복제용 음각틀(603)을 이용하여 복제 마이크로렌즈 어레이(604)를 제작할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용 원형틀의 제작방법에 의하면, 서로 상이한 형태를 가지는 마이크로렌즈들로 구성되는 마이크로렌즈 어레이를 제작할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 기판 상에 감광제를 도포하고 경화시키는 도포공정;
    상기 도포공정이 완료된 기판에 대해 소정 패턴을 가지는 이동마스크를 상대이동시켜가며 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정;
    상기 제 1 노광공정이 완료된 기판 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크를 고정시키고 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 2 노광공정;
    상기 제 2 노광공정이 완료된 기판을 현상함에 따라 상기 현상에 의해 제거되지 않는 감광제만이 상기 기판 상에 원기둥 형태로 남게 되는 현상공정; 및
    상기 현상공정의 완료 후 상기 기판 상에 원기둥 형태로 남게 되는 감광제를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정;을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 제작방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 노광공정은 상기 기판에 대한 이동마스크의 상대이동속도의 조절 및 상기 기판에 대한 이동마스크의 상대이동방향의 변경 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 통해 실행되는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 어레이의 제작방법.
  3. 기판 상에 감광제를 도포하고 경화시키는 도포공정;
    상기 도포공정이 완료된 기판 위에 동일 패턴이 반복되는 마스크를 고정시키고 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 1 노광공정;
    상기 제 1 노광공정이 완료된 기판에 대해 소정 패턴을 가지는 이동마스크를 상대이동시켜가며 감광제 상에 자외선을 조사하는 제 2 노광공정;
    상기 제 2 노광공정이 완료된 기판을 현상함에 따라 상기 현상에 의해 제거되지 않는 감광제만이 상기 기판 상에 원기둥 형태로 남게 되는 현상공정; 및
    상기 현상공정의 완료 후 상기 기판 상에 원기둥 형태로 남게 되는 감광제를 열처리한 후 경화시키는 열처리공정;을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 제작방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 노광공정은 상기 기판에 대한 이동마스크의 상대이동속도의 조절 및 상기 기판에 대한 이동마스크의 상대이동방향의 변경 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 통해 실행되는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 어레이의 제작방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열처리공정의 완료 후에, 가속이온에 의한 이온식각을 통하여 상기 기판 상의 감광제에 의한 요철의 단차를 더욱 증가시키는 이온식각공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 어레이의 제작방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작방법에 따라 원형틀을 형성하는 원형틀형성공정; 및
    상기 열처리공정이 완료된 원형틀 상에 복제용 음각틀이 될 경화성 물질을 부어 경화시키거나 또는 전기도금을 통해 복제용 음각틀을 형성한 후 분리해 내는 음각틀분리공정;을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법.
  7. 제 5 항에 따른 마이크로렌즈 어레이의 제작방법에 따라 원형틀을 형성하는 원형틀형성공정; 및
    상기 이온식각공정이 완료된 원형틀 상에 복제용 음각틀이 될 경화성 물질을 부어 경화시키거나 또는 전기도금을 통해 복제용 음각틀을 형성한 후 분리해 내는 음각틀분리공정;을 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 복제용 음각틀의 제작방법.
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