KR101164146B1 - microlens, method for fabricating microlens and light unit including microlens - Google Patents

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Abstract

마이크로렌즈 제조 방법에 있어서, 먼저 적어도 하나의 제1 액체 방울이 형성된 기판을 제공한다. 상기 기판 및 상기 제1 액체 방울 위에 제2 액체를 배치한다. 상기 제2 액체를 경화시켜 적어도 하나의 제1 마이크로렌즈를 형성한다.In a method of manufacturing a microlens, first, a substrate on which at least one first liquid droplet is formed is provided. A second liquid is disposed over the substrate and the first liquid drop. The second liquid is cured to form at least one first microlens.

Description

마이크로렌즈, 마이크로렌즈 제조 방법 및 마이크로렌즈를 포함하는 라이트 유닛{microlens, method for fabricating microlens and light unit including microlens}Microlens, method for fabricating microlens and light unit including microlens}

본 명세서는 대체로 마이크로렌즈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마이크로렌즈, 마이크로렌즈 제조 방법 및 마이크로렌즈를 포함하는 라이트 유닛에 관한 것이다.The present disclosure generally relates to a microlens, and more particularly, to a light unit including a microlens, a microlens manufacturing method, and a microlens.

최근에, 마이크로렌즈를 포함하는 미소광학 시스템이나 바이오칩 등에 관한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구 결과 중 하나는 PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 폴리머를 이용한 마이크로렌즈를 제조하려는 시도이다. 마이크로렌즈는 미소광학 시스템에 적용될 경우에 높은 투명도를 가져야 하며, 바이오칩에 적용되는 경우에 적용 대상 물질에 물리적 또는 화학적으로 영향을 미치지 않아야 한다.In recent years, active research on micro-optical systems and biochips including microlenses has been conducted. One of these findings is an attempt to fabricate microlenses using polymers such as polydimethylsiloxane (PDMS). Microlenses should have high transparency when applied to microoptical systems and should not have a physical or chemical effect on the material to be applied when applied to biochips.

PDMS 마이크로렌즈는 높은 투명도를 가지며, 바이오칩에 적용되는 경우에 적용 대상 물질에 미치는 영향이 낮으므로, 미소광학 시스템이나 바이오칩 등에 적용할 수 있는 유망한 후보가 되고 있다. PDMS를 이용한 마이크로렌즈의 제조에 관한 여러 기술이 제안되고 있다. 일례로, PDMS 마이크로렌즈는 원하는 곡면을 가지는 고체 형틀에 PDMS를 몰딩하는 방식에 의하여 제조될 수 있다. PDMS를 몰딩하기 위한 상기 고체 형틀은 디퓨저 노광방식 (diffuser lithography), 감광막의 열적 리플로우(photoresist thermal reflow), 젤 방식(gel trapping technique), 그리고 비구면 표면을 이용한 형틀방식 (replica molding method) 등에 의하여 제조될 수 있다.PDMS microlenses have high transparency and have a low effect on the material to be applied when applied to biochips, making them promising candidates for application to micro-optical systems or biochips. Various techniques for manufacturing microlenses using PDMS have been proposed. In one example, the PDMS microlens may be manufactured by molding the PDMS in a solid mold having a desired curved surface. The solid mold for molding PDMS may be formed by diffuser lithography, photoresist thermal reflow, gel trapping technique, and aspheric molding method using aspheric surfaces. Can be prepared.

일 실시 예에 있어서, 마이크로렌즈 제조 방법이 제공된다. 상기 마이크로렌즈 제조 방법에 있어서, 먼저 적어도 하나의 제1 액체 방울이 형성된 기판을 제공한다. 상기 기판 및 상기 제1 액체 방울 위에 제2 액체를 배치한다. 상기 제2 액체를 경화시켜 적어도 하나의 제1 마이크로렌즈를 형성한다.In one embodiment, a method of manufacturing a microlens is provided. In the microlens manufacturing method, first, a substrate on which at least one first liquid droplet is formed is provided. A second liquid is disposed over the substrate and the first liquid drop. The second liquid is cured to form at least one first microlens.

다른 실시 예에 있어서, 마이크로렌즈가 제공된다. 상기 마이크로렌즈는 일 실시 예에 따른 마이크로렌즈 제조 방법에 의하여 제조된다.In another embodiment, a microlens is provided. The microlens is manufactured by a microlens manufacturing method according to an embodiment.

또 다른 실시 예에 있어서, 라이트 유닛이 제공된다. 상기 라이트 유닛은 마이크로렌즈를 포함한다.In another embodiment, a light unit is provided. The light unit includes a microlens.

이하, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 도면의 유사한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 나타낸다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다. 당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되어지며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Unless otherwise indicated in the text, like reference numerals in the drawings indicate like elements. The illustrative embodiments described above in the detailed description, drawings, and claims are not meant to be limiting, other embodiments may be utilized, and other changes may be made without departing from the spirit or scope of the technology disclosed herein. Those skilled in the art can arrange, configure, combine, and designate the components of the present disclosure, that is, the components generally described herein and described in the figures, in a variety of different configurations, all of which are expressly devised and It will be readily understood that they form part of.

일 구성요소 또는 일 층이 다른 구성요소 또는 다른 층 "의 위에" 라고 언급 되는 경우, 상기 일 구성요소 또는 상기 일 층이 상기 다른 구성요소 또는 다른 층의 바로 위에 형성되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소 또는 층이 개재되는 경우도 포함할 수 있다.When one component or one layer is referred to as "on top" of another component or another layer, the one component or one layer is formed directly above the other component or another layer, as well as between It may also include cases where additional components or layers are interposed.

도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로렌즈를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 110 블록에서, 적어도 하나의 제1 액체 방울이 형성된 기판을 제공한다. 120 블록에서, 상기 기판 및 상기 제1 액체 방울 위에 제2 액체를 배치한다. 130 블록에서, 상기 제2 액체를 경화시켜 적어도 하나의 제1 마이크로렌즈를 형성한다. 몇몇 다른 실시 예들로서, 상기 마이크로렌즈를 제조하는 방법은 선택적으로 상기 제1 마이크로렌즈 위에 제3 액체를 배치하는 공정 및 상기 제3 액체를 경화시켜 적어도 하나의 제2 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a microlens according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 1, in block 110, a substrate on which at least one first liquid droplet is formed is provided. In block 120, a second liquid is disposed over the substrate and the first liquid drop. In block 130, the second liquid is cured to form at least one first microlens. In some other embodiments, the method of manufacturing the microlens further includes the step of selectively disposing a third liquid on the first microlens and curing the third liquid to form at least one second microlens. It may include.

이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 도 1에 기술된 마이크로렌즈를 제조하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the microlens described in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7.

도 2 내지 도 7은 일 실시 예에 따른 마이크로렌즈 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다. 도 2 내지 7은 단면도이다.2 to 7 are diagrams illustrating each process of the method of manufacturing the microlens according to the exemplary embodiment. 2 to 7 are cross-sectional views.

도 2는 마이크로렌즈 제조에 사용되는 기판을 나타내는 도면이다. 도 2의 (a)를 참조하면, 먼저 기판(210)을 준비한다. 일 실시 예에 따르면, 기판(210)의 표면은 소수성을 가질 수 있다. 소수성은 물 분자와 쉽게 결합하지 못하는 성질을 의미한다. 소수성의 표면을 가지는 기판(210)은 예로서 테프론(Teflon) 또는 폴리머(polymer) 기판일 수 있다. 다른 실시 예로서, 기판(210)의 표면은 친수성을 가질 수 있다. 친수성은 물 분자와 쉽게 결합하는 성질을 의미한다. 친수성의 표면을 가지는 기판(210)은 예로서 유리 기판일 수 있다.2 is a view showing a substrate used for manufacturing a microlens. Referring to FIG. 2A, first, a substrate 210 is prepared. According to an embodiment, the surface of the substrate 210 may have hydrophobicity. Hydrophobicity means a property that does not easily bind with water molecules. Substrate 210 having a hydrophobic surface may be, for example, a Teflon or polymer substrate. In another embodiment, the surface of the substrate 210 may have hydrophilicity. Hydrophilicity refers to the property of easily binding to water molecules. Substrate 210 having a hydrophilic surface may be, for example, a glass substrate.

도 2의 (b)를 참조하면, 기판(210)의 표면은 선택적으로(optionally) 표면 개질될 수 있다. 기판(210)은 예로서 폴리머 기판이 사용될 수 있다. 상기 폴리머 기판은 예로서 폴리프로필렌(polypropylene) 기판일 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판은 소수성을 가질 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판의 표면은 친수성으로 표면 개질 될 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판의 표면을 친수성으로 표면 개질하는 방법은 예로서 플라즈마(plasma), 코로나 방전 또는 자외선을 이용하는 방법일 수 있다. 도면에는 산소 플라즈마(212)를 이용하여 기판(210)의 표면을 개질하는 예가 표현되어 있다. 산소 플라즈마(212)는 예로서 상온 및 상압의 대기 환경에서 테슬라 코일을 이용한 고전압 방전처리에 의하여 생성될 수 있다. 이 경우, 상기 폴리프로필렌 기판의 표면은 산소 플라즈마(212)에 의하여 친수성으로 표면 개질 될 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판의 표면 개질은 상기 고전압 방전처리시에 발생하는 전자, 이온, 여기상태의 중성자, 광자 등에 기인하는 것으로 예측된다. 보다 구체적으로, 상기 고전압 방전처리에 의하여 상기 폴리프로필렌 기판의 표면에는 수산기(-OH) 등과 같은 친수성기들이 형성되며, 상기 친수성기들은 대기 중의 산소와 반응하여 산화될 수 있다. 산화된 상기 친수성기들에 의하여 상기 폴리프로필렌 기 판의 표면은 친수성을 가질 수 있게 된다. Referring to FIG. 2B, the surface of the substrate 210 may optionally be surface modified. As the substrate 210, a polymer substrate may be used as an example. The polymer substrate may be, for example, a polypropylene substrate. The polypropylene substrate may have hydrophobicity. The surface of the polypropylene substrate may be surface modified with hydrophilicity. Hydrophilic surface modification of the surface of the polypropylene substrate may be a method using, for example, plasma (plasma), corona discharge or ultraviolet light. In the drawing, an example of modifying the surface of the substrate 210 using the oxygen plasma 212 is represented. The oxygen plasma 212 may be generated by, for example, a high voltage discharge treatment using a Tesla coil in an atmospheric environment at room temperature and atmospheric pressure. In this case, the surface of the polypropylene substrate may be surface modified to be hydrophilic by the oxygen plasma 212. Surface modification of the polypropylene substrate is expected to be due to electrons, ions, neutrons in the excited state, photons, and the like, generated during the high voltage discharge treatment. More specifically, hydrophilic groups such as hydroxyl (—OH) are formed on the surface of the polypropylene substrate by the high voltage discharge treatment, and the hydrophilic groups may be oxidized by reacting with oxygen in the atmosphere. The oxidized hydrophilic groups allow the surface of the polypropylene substrate to be hydrophilic.

친수성으로 개질된 상기 폴리프로필렌 기판은 시간이 경과함에 따라 소수성을 회복할 수 있다. 즉, 에이징(aging) 현상이 나타날 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판의 소수성 회복은 시간의 경과에 따른 산화된 상기 친수성기들의 소멸에 기인하는 것으로 예측된다. 몇몇 다른 실시 예들에 있어서, 도 2의 (c)를 참조하면, 친수성으로 개질된 상기 폴리프로필렌 기판은 소수성 회복을 빠르게 하기 위해 선택적으로(optionally) 가열될 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판은 다양한 방법에 의하여 가열될 수 있다. 도면에는 핫플레이트(hot plate, 214)에 의하여 기판(210)이 가열되는 예가 표현되어 있다. 다른 실시 예에 따르면, 기판(210)은 대류식 오븐(convection oven, 미도시)에 의하여 가열될 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판을 가열하는 온도 또는 가열하는 시간을 증가할수록 소수성으로 회복되는 시간은 줄어들 수 있다. 상기 폴리프로필렌 기판의 소수성 회복 시간의 단축은 상기 폴리프로필렌 기판의 온도가 증가할수록 산화된 상기 친수성기들의 소멸이 가속화되기 때문인 것으로 예측된다. 또 다른 실시 예에 따르면, 물, 메탄올, 아세톤 등과 같은 극성 용액에 의하여 산화된 상기 친수성기들은 쉽게 제거될 수 있다.The polypropylene substrate modified with hydrophilicity may recover hydrophobicity over time. That is, an aging phenomenon may appear. Hydrophobic recovery of the polypropylene substrate is expected to be due to the disappearance of the oxidized hydrophilic groups over time. In some other embodiments, referring to FIG. 2C, the hydrophilic modified polypropylene substrate may be optionally heated to speed hydrophobic recovery. The polypropylene substrate can be heated by various methods. In the drawing, an example is shown in which the substrate 210 is heated by a hot plate 214. According to another embodiment, the substrate 210 may be heated by a convection oven (not shown). As the temperature for heating the polypropylene substrate or the time for heating the polypropylene substrate increases, the time for recovering hydrophobicity may decrease. The shortening of the hydrophobic recovery time of the polypropylene substrate is expected to be due to the accelerated disappearance of the oxidized hydrophilic groups as the temperature of the polypropylene substrate increases. According to another embodiment, the hydrophilic groups oxidized by polar solution such as water, methanol, acetone, etc. can be easily removed.

도 3은 기판 위에 적어도 하나의 제1 액체 방울을 형성하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 3의 (a)를 참조하면, 적어도 하나의 제1 액체 방울(220)이 기판(210) 위에 형성된다. 제1 액체 방울(220)이 기판(210) 위에 배치되면, 제1 액체 방울(220)은 기판(210) 위에서 접촉각을 형성할 수 있다. 상기 접촉각은 고체 표면과 액체 표면이 이루는 각을 말한다. 상기 접촉각의 크기(θ)는 기판(210)의 표면에너지(σS), 기판(210)과 제1 액체 방울(220) 사이의 계면에너지(σLS) 및 제1 액체 방울(220)의 표면장력(σL)에 의하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 접촉각은 제1 액체 방울(220)이 기판(210)의 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때에 형성되며, 상기 접촉각의 크기(θ)는 기판(210)의 표면 상태와 제1 액체 방울(220)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 상기 접촉각의 크기(θ)를 통하여 기판(210) 표면의 친수성 또는 소수성의 경향을 알 수 있다. 일례로서, 기판(210)의 표면에 물방울이 배치되는 경우에 기판(210)의 상기 표면과 상기 물방울 사이의 상기 접촉각의 크기(θ)가 90o 이상이면 기판(210)의 표면은 소수성을 가진다고 할 수 있다. 상기 접촉각의 크기(θ)가 90o 보다 상대적으로 더 클수록 기판(210)의 소수성 수준은 더 높다고 할 수 있다. 다른 예로서, 기판(210)의 표면에 물방울이 배치되는 경우에 기판(210)의 상기 표면과 상기 물방울 사이의 상기 접촉각의 크기(θ)가 90o 미만이면 기판(210)의 표면은 친수성을 가진다고 할 수 있다. 상기 접촉각의 크기(θ)가 90o 보다 상대적으로 더 작을수록 기판(210)의 친수성 수준은 더 높다고 할 수 있다. 기판(210) 위에 배치되는 제1 액체 방울(220)은 소정의 높이(H)를 가질 수 있다. 또한, 기판(210) 위에 배치되는 제1 액체 방울(220)은 소정의 직경(D)을 가질 수 있다. 상기 높이(H) 또는 상기 직경(D)은 기판(210) 위에 배치되는 제1 액체 방울(220)의 부피를 조절하여 조절될 수 있다.3 is a diagram illustrating a process of forming at least one first liquid droplet on a substrate. Referring to FIG. 3A, at least one first liquid drop 220 is formed on the substrate 210. When the first liquid droplet 220 is disposed on the substrate 210, the first liquid droplet 220 may form a contact angle on the substrate 210. The contact angle refers to an angle formed between the solid surface and the liquid surface. The contact angle size θ is the surface energy σ S of the substrate 210, the interface energy σ LS between the substrate 210 and the first liquid droplet 220, and the surface of the first liquid droplet 220. It can be determined by the tension (σ L ). That is, the contact angle is formed when the first liquid droplet 220 is thermodynamically balanced on the surface of the substrate 210, and the magnitude of the contact angle is the surface state of the substrate 210 and the first liquid droplet ( 220) may vary. The magnitude of the contact angle θ may indicate a tendency of hydrophilicity or hydrophobicity of the surface of the substrate 210. For example, when water droplets are disposed on the surface of the substrate 210, when the contact angle between the surface of the substrate 210 and the droplet is greater than 90 ° , the surface of the substrate 210 may be hydrophobic. can do. As the contact angle size θ is larger than 90 ° , the hydrophobicity level of the substrate 210 is higher. As another example, when water droplets are disposed on the surface of the substrate 210, if the contact angle between the surface of the substrate 210 and the droplet is less than 90 ° , the surface of the substrate 210 may be hydrophilic. It can be said to have. It can be said that the smaller the contact angle magnitude θ is than the smaller the 90 °, the higher the hydrophilicity level of the substrate 210 is. The first liquid droplet 220 disposed on the substrate 210 may have a predetermined height H. In addition, the first liquid droplet 220 disposed on the substrate 210 may have a predetermined diameter (D). The height H or the diameter D may be adjusted by adjusting the volume of the first liquid drop 220 disposed on the substrate 210.

제1 액체 방울(220)은 다양한 방법에 의하여 제1 액체(미도시)를 기판(210) 위에 위치시킴으로써 기판(210) 위에 배치될 수 있다. 제1 액체 방울(220)은 예로서 마이크로 피펫을 통하여 상기 제1 액체를 기판(210) 위에 위치시켜 기판(210) 위에 배치될 수 있다. 또한, 제1 액체 방울(220)은 잉크젯(inkjet) 분사 방식에 의하여 기판(210) 위에 배치될 수도 있다. 기판(210)의 표면과 제1 액체 방울(220) 사이의 접촉각은 기판(210), 제1 액체 방울(220) 및 이들을 둘러싸고 있는 대기 성분에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 일례로서, 소수성인 테프론 기판 위에 물방울을 배치할 경우에 상기 접촉각의 크기는 약 110°일 수 있다. 다른 예로서, 친수성인 유리 기판에 물방울을 배치할 경우에 유리 기판의 표면 상태에 따라 상기 접촉각의 크기는 약 10° 이상 약 60° 이하일 수 있다. 상기 제1 액체는 예로서 물, 수용액 또는 글리세롤과 같은 극성 용액이거나 에테르 또는 유기 용액과 같은 무극성 용액일 수 있다. 간결하게 기술하기 위해, 이하에서는 소수성 기판(210)인 폴리프로필렌 기판 위에 제1 액체 방울(220)로서 물방울을 사용하여 기판(210) 위에 제1 액체 방울(220)을 형성하는 공정을 설명하기로 한다. 하지만, 이러한 설명이 기판(210) 위에 제1 액체 방울(220)을 형성하는 공정을 특정한 유형들이나 특정한 물질들에 한정하는 것은 아니다.The first liquid drop 220 may be disposed on the substrate 210 by placing the first liquid (not shown) on the substrate 210 by various methods. The first liquid drop 220 may be disposed on the substrate 210 by positioning the first liquid on the substrate 210 via, for example, a micropipette. In addition, the first liquid droplet 220 may be disposed on the substrate 210 by an inkjet injection method. The contact angle between the surface of the substrate 210 and the first liquid drop 220 may have various sizes depending on the substrate 210, the first liquid drop 220, and the atmospheric components surrounding them. As an example, when the water droplets are disposed on the hydrophobic Teflon substrate, the contact angle may be about 110 °. As another example, when the water droplets are disposed on the hydrophilic glass substrate, the contact angle may be about 10 ° or more and about 60 ° or less depending on the surface state of the glass substrate. The first liquid may be, for example, a polar solution such as water, an aqueous solution or glycerol or a nonpolar solution such as an ether or an organic solution. For brevity, hereinafter, a process of forming the first liquid droplets 220 on the substrate 210 using water droplets as the first liquid droplets 220 on the polypropylene substrate that is the hydrophobic substrate 210 will be described. do. However, this description does not limit the process of forming the first liquid droplet 220 on the substrate 210 to particular types or specific materials.

도 3의 (b) 내지 (d)는 기판(210) 위에 형성된 제1 액체 방울(220)의 다양한 모습을 보여주는 도면이다. 도 3의 (b)는 표면 개질 전의 기판(210) 위에 형성된 제1 액체 방울(220)을 보여주는 도면이다. 도 3의 (b)를 참조하면, 제1 액체 방 울(220)과 기판(210) 사이의 접촉각의 크기는 θ1일 수 있다. 3B and 3D illustrate various shapes of the first liquid drop 220 formed on the substrate 210. 3B is a view showing the first liquid droplet 220 formed on the substrate 210 before surface modification. Referring to FIG. 3B, the contact angle between the first liquid droplet 220 and the substrate 210 may be θ 1 .

도 3의 (c) 및 (d)는 도 2의 (b)와 관련하여 상술한 표면 개질된 기판(210) 위에 형성된 제1 액체 방울(220)의 모습을 보여주는 도면이다. 도 3의 (c)는 산소 플라즈마에 의하여 표면 개질된 직후에 기판(210) 위에 형성된 제1 액체 방울(220)을 보여주는 도면이다. 상기 산소 플라즈마 처리에 의하여 기판(210)은 친수성을 가질 수 있다. 도 3의 (c)를 참조하면, 제1 액체 방울(220)과 기판(210) 사이의 접촉각의 크기는 θ2일 수 있다.3C and 3D are views showing the first liquid droplets 220 formed on the surface-modified substrate 210 described above with reference to FIG. 2B. 3C is a view showing the first liquid droplet 220 formed on the substrate 210 immediately after surface modification by oxygen plasma. The substrate 210 may have hydrophilicity by the oxygen plasma treatment. Referring to FIG. 3C, the contact angle between the first liquid drop 220 and the substrate 210 may be θ 2 .

도 3의 (d)는 산소 플라즈마에 의하여 표면 개질된 후 소정의 시간이 경과한 후에 기판(210) 위에 형성된 제1 액체 방울(220)을 보여주는 도면이다. 상기 산소 플라즈마 처리에 의하여 친수성으로 개질된 기판(210)은 시간이 경과함에 따라 소수성을 회복할 수 있다. 상기 소정의 시간은 기판(210)의 표면의 적어도 일부분이 소수성으로 복원되는 시간 초과이고, 기판(210)의 상기 표면의 전부가 소수성으로 복원되는 시간 이하일 수 있다. 도 3의 (d)를 참조하면, 제1 액체 방울(220)과 기판(210) 사이의 접촉각의 크기는 θ2일 수 있다. 몇몇 실시 예들에 따르면, 기판(210)은 가열될 수 있다. 기판(210)은 일례로 핫플레이트(214)에 의하여 가열될 수 있다. 기판(210)을 가열하면, 친수성으로 개질된 기판(210)의 표면이 소수성으로 회복되는 속도가 빨라질 수 있다. 상기 속도는 기판(210)의 가열 온도 또는 시간에 비례할 수 있다. FIG. 3D is a view showing the first liquid droplet 220 formed on the substrate 210 after a predetermined time has elapsed after surface modification by oxygen plasma. The substrate 210 modified to be hydrophilic by the oxygen plasma treatment may recover hydrophobicity with time. The predetermined time may be greater than a time at which a portion of the surface of the substrate 210 is restored to hydrophobicity, and may be less than or equal to a time when the entirety of the surface of the substrate 210 is restored to hydrophobicity. Referring to FIG. 3D, the contact angle between the first liquid drop 220 and the substrate 210 may be θ 2 . According to some embodiments, the substrate 210 may be heated. The substrate 210 may be heated by, for example, the hot plate 214. When the substrate 210 is heated, the rate at which the surface of the hydrophilically modified substrate 210 is restored to hydrophobicity may be increased. The speed may be proportional to the heating temperature or time of the substrate 210.

도 3을 다시 참조하면, 표면 개질에 의해, 기판(210) 위에 형성된 제1 액체 방울(220)은 서로 다른 접촉각을 가질 수 있다. 표면 개질 전, 표면 개질 직후 및 표면 개질 후 소정의 시간이 경과한 후에 얻어지는 상기 접촉각의 크기는 각각 θ1, θ2 및 θ3일 수 있다. θ1, θ2 및 θ3 사이의 상대적인 크기는 θ1 ＞ θ3 ＞ θ2일 수 있다. 즉, 상기 θ1, θ2 및 θ3의 크기 차이는 친수성으로 개질된 기판(210) 표면의 소수성 복원에 기인할 수 있다. 기판(210)의 표면이 소수성으로 완전히 복원되면, 기판(210)과 제1 액체 방울(220) 사이의 접촉각의 크기는 θ1과 실질적으로 동일하게 될 수 있다. 다만, 기판(210)의 표면이 소수성으로 완전히 복원되는 시간 동안의 제1 액체 방울(220)의 증발 및 상기 산소 플라즈마 처리에 따른 잔류물의 영향을 고려하면, 기판(210)과 제1 액체 방울(220) 사이의 접촉각의 크기는 θ1과 일부 상이할 수 있다.Referring back to FIG. 3, by surface modification, the first liquid droplets 220 formed on the substrate 210 may have different contact angles. The size of the contact angle obtained before the surface modification, immediately after the surface modification, and after a predetermined time has elapsed may be θ 1 , θ 2, and θ 3 , respectively. The relative magnitude between θ 1 , θ 2, and θ 3 may be θ 1 > θ 3 > θ 2 . That is, the size difference between θ 1 , θ 2, and θ 3 may be due to hydrophobic restoration of the surface of the substrate 210 modified with hydrophilicity. If the surface of the substrate 210 is completely restored to hydrophobicity, the contact angle between the substrate 210 and the first liquid droplet 220 may be substantially equal to θ 1 . However, in consideration of the evaporation of the first liquid droplet 220 and the influence of the residues caused by the oxygen plasma treatment during the time when the surface of the substrate 210 is completely restored to hydrophobicity, the substrate 210 and the first liquid droplet ( The magnitude of the contact angle between 220 may be partially different from θ 1 .

상술한 바와 같이, 시간 경과, 가열 온도 및 가열 시간에 따른 표면 개질된 기판(210)의 소수성 복원을 이용하면, 기판(210) 위에 형성되는 제1 액체 방울(220)의 접촉각의 크기는 조절될 수 있다. 이 경우, 다양한 곡률을 가지는 제1 액체 방울(220)이 기판(210) 위에 형성될 수 있다. 몇몇 다른 실시 예들로서, 기판(210) 위에 형성되는 제1 액체 방울(220)의 접촉각의 크기는 기판(210) 위에 형성되는 제1 액체 방울(220)의 종류를 서로 달리하여 조절될 수 있다. 예로서, 제1 액체 방울(220)은 소금, 설탕 또는 비누가 녹아 있는 수용액일 수 있다. 이 경우, 상기 수용액 방울의 표면장력은 상기 물방울의 표면장력과 다른 값을 가질 수 있으 므로, 상기 수용액 방울의 접촉각은 물방울의 접촉각과 다를 수 있다. 이를 통하여 다양한 곡률을 가지는 제1 액체 방울(220)이 기판(210) 위에 형성될 수 있다. 또한, 기판(210) 위에 배치되는 제1 액체 방울(220)의 부피를 조절하면, 기판(210) 위에 형성되는 제1 액체 방울(220)의 높이(H) 또는 직경(D)을 조절할 수 있다.As described above, using hydrophobic restoration of the surface-modified substrate 210 with time, heating temperature and heating time, the size of the contact angle of the first liquid droplet 220 formed on the substrate 210 can be adjusted. Can be. In this case, the first liquid droplet 220 having various curvatures may be formed on the substrate 210. In some other embodiments, the size of the contact angle of the first liquid drop 220 formed on the substrate 210 may be adjusted by different types of the first liquid drop 220 formed on the substrate 210. For example, the first liquid drop 220 may be an aqueous solution in which salt, sugar, or soap is dissolved. In this case, since the surface tension of the aqueous solution droplet may have a different value from the surface tension of the droplet, the contact angle of the aqueous solution droplet may be different from the contact angle of the droplet. Through this, the first liquid droplet 220 having various curvatures may be formed on the substrate 210. In addition, by adjusting the volume of the first liquid drop 220 disposed on the substrate 210, the height (H) or diameter (D) of the first liquid drop 220 formed on the substrate 210 may be adjusted. .

도 3을 다시 참조하면, 도면에는 기판(210) 위에 형성된 하나의 제1 액체 방울(220)이 예시되어 있다. 몇몇 다른 실시 예들에 따르면, 기판(210) 위에 적어도 하나의 제1 액체 방울(220)이 형성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제1 액체 방울(220) 중 적어도 둘 이상의 액체 방울(220)은 서로 다른 곡률 또는 접촉각을 가질 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 제1 액체 방울(220) 중 적어도 둘 이상의 액체 방울(220)은 서로 다른 높이(H) 또는 직경(D)을 가질 수 있다.Referring again to FIG. 3, there is illustrated one first liquid drop 220 formed over the substrate 210. According to some other embodiments, at least one first liquid drop 220 may be formed on the substrate 210. At least two or more liquid drops 220 of the at least one first liquid drop 220 may have different curvatures or contact angles. In addition, at least two or more liquid droplets 220 of the at least one first liquid droplet 220 may have different heights H or diameters D.

도 4는 기판 및 제1 액체 방울 위에 제2 액체를 배치하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제2 액체(230A)가 기판(210) 및 제1 액체 방울(220) 위에 배치된다. 제2 액체(230A)는 예로서 직접 붓는 방법에 의하여 기판(210) 및 제1 액체 방울(220) 위에 배치될 수 있다. 도면에는 제1 액체 방울(220)이 일정한 간격(W)을 두고 배치된 예가 표현되어 있다. 몇몇 다른 실시 예들로서, 도면에 도시된 바와 달리 제1 액체 방울(220)은 서로 다른 간격으로 배치될 수 있다. 제1 액체 방울(220)을 기판(210) 위에 배치하는 방법은 도 3과 관련하여 상술한 방법과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략한다.4 is a diagram illustrating a process of disposing a second liquid on a substrate and a first liquid drop. Referring to FIG. 4, a second liquid 230A is disposed on the substrate 210 and the first liquid drop 220. The second liquid 230A may be disposed over the substrate 210 and the first liquid drop 220 by, for example, a direct pouring method. In the drawing, an example in which the first liquid droplets 220 are arranged at regular intervals W is represented. In some other embodiments, the first liquid droplets 220 may be arranged at different intervals, as shown in the drawing. Since the method of disposing the first liquid droplets 220 on the substrate 210 is substantially the same as the method described above with reference to FIG. 3, a detailed description thereof will be omitted for convenience of description.

기판(210) 및 제1 액체 방울(220) 위에 배치된 제2 액체(230A)는 경화될 수 있다. 이 경우, 제1 마이크로렌즈(미도시)가 형성될 수 있다. 제2 액체(230A)로서 경화성을 가지는 다양한 액체가 사용될 수 있다. 상기 경화성은 열경화성 또는 광경화성일 수 있다. 경화성을 가지는 제2 액체(230A)는 예로서 PDMS일 수 있다. 간결하게 기술하기 위해, 이하에서는 제2 액체(230A)로서 상기 PDMS를 사용하여 기판(210) 및 제1 액체 방울(220) 위에 제2 액체(230A)를 배치하는 공정을 설명하기로 한다. 하지만, 이러한 설명이 기판(210) 및 제1 액체 방울(220) 위에 제2 액체(230A)를 배치하는 공정을 특정한 유형들이나 특정한 물질들에 한정하는 것은 아니다.The second liquid 230A disposed on the substrate 210 and the first liquid droplet 220 may be cured. In this case, a first micro lens (not shown) may be formed. Various liquids having curability may be used as the second liquid 230A. The curability may be thermosetting or photocurable. The curable second liquid 230A may be PDMS, for example. For the sake of brevity, the following describes the process of placing the second liquid 230A over the substrate 210 and the first liquid drop 220 using the PDMS as the second liquid 230A. However, this description does not limit the process of placing the second liquid 230A over the substrate 210 and the first liquid droplet 220 to particular types or specific materials.

몇몇 실시 예들에 따르면, 제2 액체(230A)는 건조기에 의하여 경화될 수 있다. 상기 건조기는 예로서 핫플레이트(214) 또는 대류식 오븐(미도시)일 수 있다. 몇몇 다른 실시 예들에 따르면, 제2 액체(230A)는 진공건조기에 의하여 경화될 수 있다. 이 경우, 제2 액체(230A) 내부에 존재하는 기포를 제거하기 위해, 상기 진공건조기는 소정의 공기압을 가질 수 있다. 상기 소정의 공기압은 제2 액체(230A) 내부에 존재하는 기포를 제거하기 위해 충분한 정도의 공기압일 수 있다. 상기 공기압은 예로서 약 0.1mmHg일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제2 액체(230A)는 제2 액체(230A) 내부에 존재하는 기포를 진공 챔버를 이용하여 제거한 후, 약 80oC에서 약 60분간 방치하여 경화될 수 있다. 상기 예시는 이해를 돕기 위한 일례이며, 이외에도 제2 액체(230A)를 경화하는 다양한 방법 및 열처리 조건의 변경의 가능성을 배제하는 것은 아니다.According to some embodiments, the second liquid 230A may be cured by a dryer. The dryer may be, for example, a hotplate 214 or a convection oven (not shown). According to some other embodiments, the second liquid 230A may be cured by a vacuum dryer. In this case, in order to remove bubbles existing in the second liquid 230A, the vacuum dryer may have a predetermined air pressure. The predetermined air pressure may be sufficient air pressure to remove bubbles existing in the second liquid 230A. The air pressure may for example be about 0.1 mm Hg. In one embodiment, the second liquid 230A may be cured by removing bubbles existing in the second liquid 230A using a vacuum chamber and then leaving the sample at about 80 ° C. for about 60 minutes. The above example is an example for better understanding, and in addition, various methods of curing the second liquid 230A and the possibility of changing the heat treatment conditions are not excluded.

도 4를 다시 참조하면, 도면에는 동일한 곡률 또는 접촉각을 가지는 적어도 하나의 제1 액체 방울(220)이 예시되어 있다. 몇몇 다른 실시 예들로서, 도면에 도시된 바와 달리 상기 적어도 하나의 제1 액체 방울(220) 중 적어도 둘 이상은 서로 다른 곡률 또는 접촉각을 가질 수도 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 제1 액체 방울(220) 중 적어도 둘 이상의 액체 방울(220)은 서로 다른 높이 또는 직경을 가질 수 있다. Referring again to FIG. 4, at least one first liquid drop 220 having the same curvature or contact angle is illustrated. In some other embodiments, at least two or more of the at least one first liquid drop 220 may have different curvatures or contact angles as shown in the drawing. In addition, at least two or more liquid drops 220 of the at least one first liquid drop 220 may have different heights or diameters.

도 5는 제조된 적어도 하나의 제1 마이크로렌즈를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 적어도 하나의 제1 마이크로렌즈(250A)는 경화된 제2 액체(240A)의 일면에 형성된다. 제1 마이크로렌즈(250A)는 경화된 제2 액체(240A)를 기판(미도시)으로부터 분리하여 얻어질 수 있다. 이 경우, 쉬트(sheet) 상에 배열된 적어도 하나의 제1 마이크로렌즈(250A)를 얻을 수 있다. 상기 시트는 경화된 제2 액체(240A)에 해당할 수 있다. 제1 마이크로렌즈(250A)는 오목한 형태의 마이크로렌즈일 수 있다. 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이, 제1 마이크로렌즈(250A)는 다양한 곡률 또는 접촉각을 가질 수 있다. 또한, 제1 마이크로렌즈(250A)는 다양한 높이 또는 직경을 가질 수 있다.5 illustrates at least one first microlens manufactured. Referring to FIG. 5, at least one first microlens 250A is formed on one surface of the cured second liquid 240A. The first microlens 250A may be obtained by separating the cured second liquid 240A from a substrate (not shown). In this case, at least one first microlens 250A arranged on a sheet can be obtained. The sheet may correspond to the cured second liquid 240A. The first microlens 250A may be a concave microlens. As described above with reference to FIGS. 3 and 4, the first microlens 250A may have various curvatures or contact angles. In addition, the first microlens 250A may have various heights or diameters.

경화된 제2 액체(240A)의 재료 및 특성은 도 4와 관련하여 상술한 제2 액체(230A)의 재료와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략한다.Since the material and properties of the cured second liquid 240A are substantially the same as those of the second liquid 230A described above with reference to FIG. 4, a detailed description thereof will be omitted for convenience of description.

상술한 바와 같이, 적어도 하나의 제1 액체 방울(미도시)을 형틀로 사용함으 로써 다양한 크기와 곡률을 가지는 제1 마이크로렌즈(250A)를 비교적 용이하게 얻을 수 있다. 상기 제1 액체 방울로서 예로서 물방울을 사용하는 경우, 제1 마이크로렌즈(250A)는 상기 물방울의 표면장력에 의해 구면에 가까운 곡률을 얻을 수 있다. 또한, 제1 마이크로렌즈(250A)의 크기는 상기 제1 액체 방울의 부피를 조절하여 조절될 수 있다. 또한, 제1 마이크로렌즈(250A)의 곡률은 도 2 및 도 3과 관련하여 상술한 기판(미도시) 표면의 소수성 회복 시간을 조절하여 조절될 수 있다. 다양한 곡률을 가지는 제1 마이크로렌즈(250A)는 랩온어칩(lab-on-a-chip), 의학진단기기 또는 광학 시스템 등에 응용될 수 있다.As described above, by using at least one first liquid drop (not shown) as a template, the first microlens 250A having various sizes and curvatures can be obtained relatively easily. When water droplets are used as the first liquid droplets as an example, the first microlens 250A may obtain a curvature close to a spherical surface by the surface tension of the droplets. In addition, the size of the first microlens 250A may be adjusted by adjusting the volume of the first liquid drop. In addition, the curvature of the first microlens 250A may be adjusted by adjusting the hydrophobic recovery time of the surface of the substrate (not shown) described above with reference to FIGS. 2 and 3. The first microlens 250A having various curvatures may be applied to a lab-on-a-chip, a medical diagnostic apparatus, or an optical system.

도 6은 제1 마이크로렌즈 위에 제3 액체를 배치하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 제3 액체(230B)가 경화된 제2 액체(240A) 위에 배치된다. 제3 액체(230B)의 배치 방법은 도 4와 관련하여 상술한 제2 액체(230A)의 배치 방법과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략한다.6 is a diagram illustrating a process of disposing a third liquid on a first microlens. Referring to FIG. 6, a third liquid 230B is disposed on the cured second liquid 240A. Since the disposing method of the third liquid 230B is substantially the same as the disposing method of the second liquid 230A described above with reference to FIG. 4, a detailed description thereof will be omitted for convenience of description.

경화된 제2 액체(240A) 위에 배치된 제3 액체(230B)는 경화될 수 있다. 이 경우, 제2 마이크로렌즈(미도시)가 형성될 수 있다. 제3 액체(230B)의 종류 및 경화 방법은 도 4와 관련하여 상술한 제2 액체(230A)의 종류 및 경화 방법과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략한다.The third liquid 230B disposed on the cured second liquid 240A may be cured. In this case, a second micro lens (not shown) may be formed. Since the type and curing method of the third liquid 230B are substantially the same as the type and curing method of the second liquid 230A described with reference to FIG. 4, a detailed description thereof will be omitted for convenience of description.

도 7은 제조된 적어도 하나의 제2 마이크로렌즈를 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 적어도 하나의 제2 마이크로렌즈(250B)는 경화된 제3 액체(240B)의 일면에 형성된다. 제2 마이크로렌즈(250B)는 경화된 제3 액체(240B)를 경화된 제2 액체(미도시)로부터 분리하여 얻어질 수 있다. 제2 마이크로렌즈(250B)는 볼록한 형태의 마이크로렌즈일 수 있다. 제2 마이크로렌즈(250B)는 도 5와 관련하여 상술한 제1 마이크로렌즈(250A)와 상반되는 관계에 있다. 도 3과 관련하여 상술한 바와 같이, 제2 마이크로렌즈(250B)는 다양한 곡률 또는 접촉각을 가질 수 있다. 또한, 제2 마이크로렌즈(250B)는 다양한 높이 또는 직경을 가질 수 있다. 다양한 곡률을 가지는 제2 마이크로렌즈(250B)는 랩온어칩(lab-on-a-chip), 의학진단기기 또는 광학 시스템 등에 응용될 수 있다.7 is a view illustrating at least one second microlens manufactured. Referring to FIG. 7, at least one second microlens 250B is formed on one surface of the cured third liquid 240B. The second microlens 250B may be obtained by separating the cured third liquid 240B from the cured second liquid (not shown). The second microlens 250B may be a convex microlens. The second microlens 250B has a relationship opposite to that of the first microlens 250A described above with reference to FIG. 5. As described above with reference to FIG. 3, the second microlens 250B may have various curvatures or contact angles. In addition, the second microlens 250B may have various heights or diameters. The second microlens 250B having various curvatures may be applied to a lab-on-a-chip, a medical diagnostic apparatus, or an optical system.

경화된 제3 액체(240B)의 재료 및 특성은 도 6과 관련하여 상술한 제3 액체(230B)의 재료와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략한다.Since the material and properties of the cured third liquid 240B are substantially the same as those of the third liquid 230B described above with reference to FIG. 6, a detailed description thereof will be omitted for convenience of description.

도 8은 도 1 내지 도 7과 관련하여 상술한 방법에 의하여 제조된 마이크로렌즈를 나타내는 도면이다. 도 8의 (a) 및 (b)는 사시도이다. 도 8의 (a)를 참조하면, 적어도 하나의 오목 마이크로렌즈(850A)가 광투과성의 고체 형틀(840A)에 형성될 수 있다. 도 8의 (b)를 참조하면, 적어도 하나의 볼록 마이크로렌즈(850B)가 광투과성의 고체 형틀(840B)에 형성될 수 있다. 고체 형틀(840A) 및 고체 형틀(840B)의 재료 및 특성은 도 5 및 도 7과 관련하여 상술한 경화된 제2 액체(240A) 및 경화된 제3 액체(240B)의 재료 및 특성과 각각 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략한다. 도 3, 도 5 및 도 7과 관련하여 상술한 바와 같이, 오목 마이크로렌즈(850A) 및 볼록 마이크로렌즈(850B)는 다양한 곡률 또는 접촉각을 가질 수 있다. 또한, 오목 마이크로렌즈(850A) 및 볼록 마이크로렌즈(850B)는 다양한 높이 또는 직경을 가질 수 있다.8 illustrates a microlens manufactured by the method described above with reference to FIGS. 1 to 7. (A) and (b) is a perspective view. Referring to FIG. 8A, at least one concave microlens 850A may be formed in the transparent solid mold 840A. Referring to FIG. 8B, at least one convex microlens 850B may be formed in the transparent solid mold 840B. The materials and properties of the solid mold 840A and the solid mold 840B are substantially the same as those of the cured second liquid 240A and the cured third liquid 240B described above with reference to FIGS. 5 and 7, respectively. Since it is the same, detailed description thereof will be omitted for convenience of description. As described above with reference to FIGS. 3, 5, and 7, the concave microlenses 850A and the convex microlenses 850B may have various curvatures or contact angles. In addition, concave microlenses 850A and convex microlenses 850B may have various heights or diameters.

도 9는 도 1 내지 도 7과 관련하여 상술한 방법에 의하여 제조된 마이크로렌즈를 포함하는 라이트 유닛(light unit)을 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 라이트 유닛(960)은 적어도 하나의 마이크로렌즈(950)를 포함할 수 있다. 마이크로렌즈(950)는 예로서 볼록 마이크로렌즈일 수 있으며, 광투과성의 고체 형틀(940)에 형성될 수 있다. 다른 실시 예로서, 도면에 도시된 바와 달리 마이크로렌즈(950)는 오목 마이크로렌즈일 수도 있다. 이하 간략하게 기술하기 위하여 마이크로렌즈(950)로서 볼록 마이크로렌즈에 대하여 설명하기로 한다.FIG. 9 illustrates a light unit including a microlens manufactured by the method described above with reference to FIGS. 1 to 7. Referring to FIG. 9, the light unit 960 may include at least one microlens 950. The microlens 950 may be, for example, a convex microlens, and may be formed in the transparent solid template 940. As another example, the microlens 950 may be a concave microlens, as shown in the drawing. For simplicity, the convex microlenses will be described as the microlenses 950.

마이크로렌즈(950)는 라이트 유닛(960)으로부터 나오는 제1 광(970A)을 수신하고, 이를 집광하여 제2 광(970B)을 제공할 수 있다. 마이크로렌즈(950)에 의하여 제2 광(970B)은 높은 정면 휘도를 가질 수 있다. 휘도는 일정 면적을 통과하여 일정 입체각으로 들어오는 빛의 양을 말한다. 몇몇 실시 예들에 따르면, 라이트 유닛(960)은 디스플레이 패널용 백라이트 유닛(back light unit, 이하 BLU라 함)일 수 있다. 상기 BLU는 비발광 디스플레이 패널에 빛을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 BLU의 구조는 예로서 직하 방식, 측광 방식 또는 프리즘판을 이용한 방식일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 라이트 유닛(960)은 도광판을 포함하는 BLU일 수 있다. 상기 도광판은 램프(lamp)로부터 발산되는 빛을 수신하고, 수신된 상기 빛을 디스플레이 패널에 제공하는 기능을 수행하는 장치이다. 상기 램프는 예로서 형광등 또는 LED(light emitting diode)일 수 있다. 도면의 제1 광(970A)은 상기 도광판에 의하여 디스플레이 패널에 제공되는 빛일 수 있다. 이 경우, 상기 도광판의 특성에 의해, 제1 광(970A)은 높은 측면 휘도를 가질 수 있다. 마이크로렌즈(950)는 높은 측면 휘도를 가지는 제1 광(970A)을 수신하고, 이를 집광하여 높은 정면 휘도를 가지는 제2 광(970B)을 제공할 수 있다.The microlens 950 may receive the first light 970A coming from the light unit 960 and collect it to provide the second light 970B. The second light 970B may have high front luminance by the microlens 950. Luminance refers to the amount of light that passes through a certain area and enters a certain solid angle. According to some embodiments, the light unit 960 may be a back light unit (hereinafter referred to as a BLU) for a display panel. The BLU may perform a function of providing light to a non-light emitting display panel. The structure of the BLU may be, for example, a direct method, a photometric method or a method using a prism plate. According to an embodiment, the light unit 960 may be a BLU including a light guide plate. The light guide plate is a device that receives a light emitted from a lamp and performs a function of providing the received light to a display panel. The lamp may be, for example, a fluorescent lamp or a light emitting diode (LED). The first light 970A of the drawing may be light provided to the display panel by the light guide plate. In this case, due to the characteristics of the light guide plate, the first light 970A may have high side luminance. The microlens 950 may receive the first light 970A having high lateral luminance and collect the light 970A to provide the second light 970B having high front luminance.

몇몇 다른 실시 예들에 따르면, 라이트 유닛(960)은 조명용 라이트 유닛일 수 있다. 상기 조명용 라이트 유닛의 광원은 예로서 형광등 또는 LED일 수 있다. 마이크로렌즈(950)는 상기 광원의 빛을 집광하여 높은 정면 휘도를 가지는 제2 광(970B)을 제공할 수 있다.According to some other embodiments, the light unit 960 may be a light unit for illumination. The light source of the lighting light unit may be, for example, a fluorescent lamp or an LED. The microlens 950 may collect the light of the light source to provide the second light 970B having high front luminance.

고체 형틀(940)의 재료 및 특성은 도 5 및 도 7과 관련하여 상술한 경화된 제2 액체(240A) 및 경화된 제3 액체(240B)의 재료 및 특성과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략한다. 도 3, 도 5 및 도 7과 관련하여 상술한 바와 같이, 마이크로렌즈(950)는 다양한 곡률 또는 접촉각을 가질 수 있다. 또한, 마이크로렌즈(950)는 다양한 높이 또는 직경을 가질 수 있다.The material and properties of the solid mold 940 are substantially the same as those of the cured second liquid 240A and the cured third liquid 240B described above in connection with FIGS. The description is omitted for convenience of description. As described above with reference to FIGS. 3, 5, and 7, the microlens 950 may have various curvatures or contact angles. In addition, the microlens 950 may have various heights or diameters.

상기로부터, 본 개시의 다양한 실시 예들이 예시를 위해 기술되었으며, 아울러 본 개시의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능한 다양한 변형 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 개시되고 있는 상기 다양한 실시 예들은 본 개시된 사상을 한정하기 위한 것이 아니며, 진정한 사상 및 범주는 하기의 청구 항으로부터 제시될 것이다.From the above, various embodiments of the present disclosure have been described for purposes of illustration, and it will be understood that various modifications are possible without departing from the scope and spirit of the present disclosure. And the various embodiments disclosed are not intended to limit the present disclosure, the true spirit and scope will be presented from the following claims.

도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로렌즈를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a microlens according to an exemplary embodiment.

도 2 내지 도 7은 일 실시 예에 따른 마이크로렌즈 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.2 to 7 are diagrams illustrating each process of the method of manufacturing the microlens according to the exemplary embodiment.

도 8은 도 1 내지 도 7과 관련하여 상술한 방법에 의하여 제조된 마이크로렌즈를 나타내는 도면이다.8 illustrates a microlens manufactured by the method described above with reference to FIGS. 1 to 7.

도 9는 도 1 내지 도 7과 관련하여 상술한 방법에 의하여 제조된 마이크로렌즈를 포함하는 라이트 유닛(light unit)을 나타내는 도면이다.FIG. 9 illustrates a light unit including a microlens manufactured by the method described above with reference to FIGS. 1 to 7.

Claims (12)

마이크로렌즈 제조 방법에 있어서,In the microlens manufacturing method, 기판의 표면을 개질하는 공정;Modifying the surface of the substrate; 상기 표면이 개질된 기판을 가열하는 공정;Heating the substrate on which the surface is modified; 상기 기판상에 적어도 하나의 제1 액체 방울을 배치하여 제1 액체 방울이 형성된 기판을 제공하는 공정;Disposing at least one first liquid droplet on the substrate to provide a substrate having a first liquid droplet formed thereon; 상기 기판 및 상기 제1 액체 방울 위에 제1 액체 방울과 혼합되지 않고 경화성을 갖는 제2 액체를 배치하는 공정; 및Disposing a second liquid having a curable property on the substrate and the first liquid drop without mixing with the first liquid drop; And 상기 제2 액체를 경화시켜 적어도 하나의 제1 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 포함하는 방법으로,Curing the second liquid to form at least one first microlens, 상기 기판과 상기 제1 액체 방울과의 접촉각은 상기 표면 개질 공정 및 상기 기판의 가열 공정 중 적어도 어느 하나에 의하여 제어되는 방법.A contact angle of the substrate with the first liquid droplet is controlled by at least one of the surface modification process and the heating process of the substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접촉각은 상기 기판의 표면에너지, 상기 기판과 상기 제1 액체 방울 사이의 계면에너지 및 상기 제1 액체 방울의 표면장력에 의하여 결정되는 방법.The contact angle is determined by the surface energy of the substrate, the interface energy between the substrate and the first liquid droplet, and the surface tension of the first liquid droplet. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표면 개질하는 공정은 플라즈마 처리에 의하여 상기 기판의 상기 표면을 개질하는 방법.And wherein said surface modification process modifies said surface of said substrate by plasma treatment. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표면 개질하는 공정은 상기 기판의 상기 표면을 친수성으로 개질하는 공정을 포함하며,The surface modification process includes a process of hydrophilically modifying the surface of the substrate, 상기 제1 액체 방울은 물방울, 수용액 방울 및 글리세롤 방울 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 기판은 소수성 표면을 가지는 기판인 방법.The first liquid droplet is any one selected from among droplets, aqueous droplets and glycerol droplets, and the substrate is a substrate having a hydrophobic surface. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1 액체 방울을 배치하는 공정은 소정의 시간이 경과한 후에 상기 기판 위에 상기 제1 액체 방울을 배치하는 공정을 포함하고,Disposing the first liquid droplet includes disposing the first liquid droplet on the substrate after a predetermined time elapses; 상기 소정의 시간은 표면 개질된 상기 기판의 상기 표면의 적어도 일부분이 소수성으로 복원되는 시간 초과이고, 표면 개질된 상기 기판의 상기 표면의 전부가 소수성으로 복원되는 시간 이하이며,The predetermined time is greater than the time at which at least a portion of the surface of the surface-modified substrate is restored to hydrophobicity, is less than or equal to the time that all of the surface of the surface-modified substrate is restored to hydrophobicity, 상기 소정의 시간을 조절하여 상기 표면과 상기 제1 액체 방울 사이의 접촉각이 조절되는 방법.Adjusting the predetermined time to adjust the contact angle between the surface and the first liquid drop. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 액체를 배치하는 공정은The process of placing the second liquid 상기 기판 및 상기 제1 액체 방울을 상기 제2 액체에 침지하는 공정; 및Immersing the substrate and the first liquid drop in the second liquid; And 상기 제2 액체에 존재하는 기포를 제거하는 공정을 포함하는 방법.Removing the air bubbles present in the second liquid. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 마이크로렌즈 위에 제3 액체를 배치하는 공정; 및Disposing a third liquid on the first microlens; And 상기 제3 액체를 경화시켜 적어도 하나의 제2 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 더 포함하는 방법.Curing the third liquid to form at least one second microlens. 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 2, 4 and 6 to 9, 상기 제2 액체는 PDMS를 포함하는 방법.And said second liquid comprises PDMS. 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의하여 제조된 마이크로렌즈.A microlens manufactured according to any one of claims 1, 2, 4 and 6 to 9. 청구항 11항의 마이크로렌즈를 포함하는 라이트 유닛.A light unit comprising the microlens of claim 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002120230A (en) * 2000-10-13 2002-04-23 Canon Inc Microstructure and method for manufacturing it
US20030227688A1 (en) * 2002-05-30 2003-12-11 Houlihan Francis M. Micro-lens array and method of making micro-lens array

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002120230A (en) * 2000-10-13 2002-04-23 Canon Inc Microstructure and method for manufacturing it
US20030227688A1 (en) * 2002-05-30 2003-12-11 Houlihan Francis M. Micro-lens array and method of making micro-lens array

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Cho S. H. et al. Lab on a Chip. 2007.04.05., Vol. 7, pp. 641-643..
SON, Y. et al. Langmuir. 2008., Vol. 24, pages 2900-2907.

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