KR101166544B1 - 광학부품 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

광학부품의 제조 방법은 금형을 가공하여 금형의 표면에 마이크로 스케일의 마이크로 홈부를 형성하는 단계와, 나노 스케일의 나노 비드와 분산액을 함유한 나노 비드액을 제조하는 단계와, 마이크로 홈부의 내벽에 나노 비드액을 분산시킨 후 분산액을 증발시켜 마이크로 홈부의 내벽에 나노 비드를 부착시키는 단계와, 금형을 이용한 사출 성형법으로 광학부품을 제조하는 단계를 포함한다. 완성된 광학부품은 마이크로 홈부에 대응하는 양각의 마이크로 렌즈와, 마이크로 렌즈의 표면에 형성되며 나노 비드에 대응하는 음각의 나노 홈부를 포함한다.

Description

광학부품 및 이의 제조 방법 {OPTICAL MEMBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 확산판 또는 무반사 필름 등으로 사용되는 표시장치용 광학부품과 이의 제조 방법에 관한 것이다.
평판 표시장치의 일종인 액정 표시장치(liquid crystal display, LCD)는 자체 발광형이 아니므로 빛을 방출하는 백라이트 유닛을 필요로 한다. 최근들어 액정 표시장치의 광원으로서 광 효율이 높은 발광 다이오드(light emitting diode, LED)가 사용되고 있다. 발광 다이오드는 점 광원이므로 백라이트 유닛은 광 확산을 위한 확산판을 구비하여 광 균일도를 높이고 있다.
또한, 표시장치의 종류에 관계없이 대부분의 표시장치는 가장 바깥면에 무반사(anti-reflection, AR) 필름을 구비하여 외광을 산란시킴으로써 야외 시인성을 높이고 있다.
확산판 또는 무반사 필름과 같은 광학부품은 예를 들어 마이크로 렌즈 어레이(micro-lens array, MLA) 필름일 수 있다. 그런데 종래의 마이크로 렌즈 어레이 필름은 화학적인 에칭법으로 제조되므로 원가가 높고 대면적 생산에 어려움이 있다. 또한, 종래의 마이크로 렌즈 어레이는 마이크로미터 크기의 단일 스케일로 제조되므로 광을 확산시키거나 외광을 산란시키는 기능에 한계가 있다.
본 발명은 마이크로 렌즈 어레이를 두 개의 스케일이 조합된 듀얼 스케일(dual scale)의 복합 렌즈 구조로 형성함으로써 광학적 성능을 높일 수 있는 광학부품 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학부품의 제조 방법은 금형을 가공하여 금형의 표면에 마이크로 스케일의 마이크로 홈부를 형성하는 단계와, 나노 스케일의 나노 비드와 분산액을 함유한 나노 비드액을 제조하는 단계와, 마이크로 홈부의 내벽에 나노 비드액을 분산시킨 후 분산액을 증발시켜 마이크로 홈부의 내벽에 나노 비드를 부착시키는 단계와, 금형을 이용한 사출 성형법으로 광학부품을 제조하는 단계를 포함한다.
금형은 금속으로 제조되며, 압입자를 이용한 압입 가공법을 적용하여 마이크로 홈부를 형성할 수 있다. 금형을 압입 가공하기 전, 금형을 어닐링(annealing)하는 단계와, 어닐링된 금형을 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다. 금형을 냉각할 때 노냉(furnace cooling) 방법이 적용될 수 있다.
다른 한편으로, 금형은 금속으로 제조되고, 마이크로 엔드밀을 이용하여 마이크로 홈부를 형성할 수 있다.
나노 비드는 실리카, 폴리스티렌, 카르복실-폴리스티렌, 아미노-폴리스티렌, 에폭시-폴리스티렌, 디메틸아미노-폴리스티렌, 술폰에이트-폴리스티렌, 및 하이드록시-폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함하고, 분산액은 탈염수를 포함할 수 있다.
마이크로 홈부에 나노 비드액을 토출하고, 금형을 회전시켜 마이크로 홈부의 내벽에 나노 비드액을 분산시킬 수 있다. 나노 비드액을 토출하기 전, 마이크로 홈부의 내벽에 수산화기를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
마이크로 홈부의 내벽에 수산화기 함유 화합물을 분사하여 수산화기를 형성하며, 수산화기 함유 화합물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 질산(NHO3), 황산(H2SO4), 및 하이드로옥시염(Bi(OH)2(NO3))으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 마이크로 홈부를 포함한 금형의 표면 전체에 나노 비드액을 분산시키고, 나노 비드액을 증발시켜 금형의 표면 전체에 나노 비드를 부착할 수 있다.
나노 비드는 실리카, 폴리스티렌, 카르복실-폴리스티렌, 아미노-폴리스티렌, 에폭시-폴리스티렌, 디메틸아미노-폴리스티렌, 술폰에이트-폴리스티렌, 및 하이드록시-폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함하고, 분산액은 탈염수를 포함할 수 있다.
마이크로 홈부들 사이의 금형 표면에 나노 비드액을 토출하고, 금형을 회전시켜 마이크로 홈부의 내벽을 포함한 금형의 표면 전체에 나노 비드액을 분산시킬 수 있다. 나노 비드액을 토출하기 전, 마이크로 홈부를 포함한 금형의 표면 전체에 OH기를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
마이크로 홈부를 포함한 금형의 표면 전체에 수산화기 함유 화합물을 분사하여 수산화기를 형성하며, 수산화기 함유 화합물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 질산(NHO3), 황산(H2SO4), 및 하이드로옥시염(Bi(OH)2(NO3))으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학부품은 마이크로 홈부에 대응하는 양각의 마이크로 렌즈와, 마이크로 렌즈의 표면에 형성되며 나노 비드에 대응하는 음각의 나노 홈부를 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학부품은 마이크로 홈부에 대응하는 양각의 마이크로 렌즈와, 마이크로 렌즈를 포함한 광학부품의 표면 전체에 형성되며 나노 비드에 대응하는 음각의 나노 홈부를 포함한다.
광학부품은 백라이트 유닛의 확산판과 표시장치의 무반사 필름 중 어느 하나에 적용될 수 있다. 마이크로 렌즈는 반구형, 삼각 피라미드형, 사각 피라미드형, 및 원기둥형 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 실시예의 광학부품은 마이크로 렌즈와 더불어 나노 홈부를 형성함으로써 빛의 굴절 및 확산 효과를 극대화시키고, 외광 산란 효과를 높여 외광 반사를 최소화할 수 있다. 따라서 광학부품이 백라이트 유닛의 확산판 또는 표시장치의 무반사 필름으로 사용될 때 광학 기능을 극대화시킬 수 있다.
본 실시예의 제조 방법에 따르면, 한번의 사출 성형으로 나노 홈부가 형성된 마이크로 렌즈를 한번에 제조할 수 있으므로 제조 공정을 간소화하고, 대면적 광학부품을 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학부품의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학부품의 제조 과정을 설명하기 위한 개략 단면도들이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학부품의 제조 과정을 설명하기 위한 개략 단면도들이다.
도 4는 도 2a에 도시한 금형의 실제 제작 샘플을 나타낸 확대 사진이다.
도 5는 도 3d에 도시한 금형의 실제 제작 샘플을 나타낸 확대 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학부품의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참고하면, 광학부품의 제조 방법은 금형을 가공하여 금형 표면에 마이크로 홈부를 형성하는 제1 단계(S10)와, 나노 비드와 분산액을 함유한 나노 비드액을 제조하는 제2 단계(S20)와, 마이크로 홈부의 내벽에 나노 비드액을 분산시킨 후 분산액을 증발시켜 마이크로 홈부의 내벽에 나노 비드를 부착하는 제3 단계(S30)와, 제1 단계 내지 제3 단계(S10~S30)를 거친 금형을 이용한 사출 성형법으로 광학부품을 제조하는 제4 단계(S40)를 포함한다.
본 실시예에 따른 제조 방법에서 금형과 광학부품은 두가지 다른 형상으로 제조될 수 있으며, 이를 제1 실시예와 제2 실시예로 나누어 설명한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학부품의 제조 과정을 설명하기 위한 개략 단면도들이다.
도 2a를 참고하면, 제1 단계(S10)에서 금형(100)을 준비하고, 금형(100)을 가공하여 마이크로 스케일의 마이크로 홈부(11)를 형성한다. 이때 마이크로 스케일은 1㎛ 이상 1,000㎛ 미만의 범위에 속하는 크기를 의미한다. 도 2a에서는 편의상 세 개의 마이크로 홈부(11)를 도시하였으나, 실제 마이크로 홈부(11)의 개수는 수백개 이상으로 이루어진다.
금형(100)은 금속으로 제조되며, 마이크로 홈부(11)를 형성할 때 압입 가공법이 적용될 수 있다. 압입 가공법은 특정 형상의 압입자를 이용하여 금형(100)을 눌러 금형(100) 표면에 음각 형태의 압흔을 남기는 과정으로 이루어진다. 압입자를 반구형, 사각 피라미드형, 삼각 피라미드형, 또는 원기둥형 등 다양한 모양으로 구비하면 이에 대응하는 음각 형태의 압흔, 즉 마이크로 홈부(11)를 형성할 수 있다.
도 2a에서는 반구형 압입자를 이용하여 반구형 마이크로 홈부(11)를 형성한 경우를 예로 들어 도시하였다. 그러나 마이크로 홈부(11)의 형상은 도시한 예에 한정되지 않으며, 사각 피라미드형, 삼각 피라미드형, 및 원기둥형 등 제조하고자 하는 광학부품의 렌즈 형상에 따라 다양하게 변할 수 있다.
한편, 금형(100)을 압입 가공할 때 마이크로 홈부(11) 주위에 파일업(pile-up) 현상이 발생할 수 있다. 파일업 현상은 압입자가 금형(100)을 파고들면서 발생하는 소성 변형으로 인해 금형(100)을 이루는 금속 소재가 압흔 주변에 쌓이는 현상을 의미한다. 이 경우 마이크로 홈부(11)의 패턴 정밀도가 저하되므로 광학부품의 품질 또한 저하된다.
따라서 본 실시예에서는 금형(100)을 압입 가공하기 전 금형(100)을 어닐링(annealing) 처리하고, 어닐링된 금형(100)을 상온으로 냉각하는 과정을 거친다.
어닐링은 소재의 변태점 이상의 온도로 가열하는 열처리를 의미한다. 어닐링 온도는 금형(100)의 소재에 따라 달라진다. 예를 들어 구리 소재의 금형의 경우 어닐링 온도는 대략 600℃이고, 황동 소재의 금형의 경우 어닐링 온도는 대략 575℃이다. 어닐링 처리에 의해 금형 소재 내부에 엉켜있던 전위(dislocation)들이 풀리면서 금형(100)의 연성이 높아지므로, 이를 통해 파일업 현상을 억제할 수 있다.
어닐링된 금형(100)의 냉각은 노냉(furnace cooling) 과정으로 이루어질 수 있다. 노냉은 어닐링이 행해진 가열로 내에서 서서히 냉각하는 것으로서 매우 느린 냉각법이라 할 수 있다. 이러한 노냉 과정을 이용하여 금형(100)의 연성이 감소하는 것을 최소화할 수 있다.
다른 한편으로, 마이크로 홈부(11)는 마이크로 엔드밀(micro end mill)을 이용한 직접 파내기 가공으로도 형성될 수 있다. 마이크로 엔드밀은 홈 파기용 커터로서, 이를 이용하여 금형(100)의 표면에 제조하고자 하는 광학부품의 렌즈 형상에 대응하는 여러 가지 모양의 마이크로 홈부(11)를 형성할 수 있다.
도 2b를 참고하면, 제1 단계(S10)에서 금형(100)에 마이크로 홈부(11)를 형성한 후 제2 단계(S20)로 진행하기 전, 금형(100)의 표면, 특히 마이크로 홈부(11)에 산소와 수소 분위기에서 수산화기 함유 화합물을 분사한다. 이로써 마이크로 홈부(11)의 내벽에 수산화기를 생성한다. 수산화기는 제3 단계(S30)에서 마이크로 홈부(11)의 내벽에 나노 비드를 견고하게 부착시키는 역할을 한다.
수산화기 함유 화합물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 질산(NHO3), 황산(H2SO4), 및 하이드로옥시염(Bi(OH)2(NO3)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수산화기 함유 화합물은 공지의 분무기, 분사기, 또는 스프레이 노즐 등을 이용하여 마이크로 홈부(11)의 내벽에 고르게 분사될 수 있다.
도 2c를 참고하면, 제2 단계(S20)에서 나노 비드와 분산액을 함유한 나노 비드액을 제조한다. 그리고 제3 단계(S30)에서 마이크로 홈부(11)에 공지의 토출 장치를 이용하여 나노 비드액(12)을 토출한다. 나노 비드는 나노 스케일의 비드로서, 이때 나노 스케일은 1nm 이상 1,000nm 미만의 범위에 속하는 크기를 의미한다.
나노 비드는 실리카(silica), 폴리스티렌(polystyrene), 카르복실-폴리스티렌(carboxyl-polystyrene), 아미노-폴리스티렌(amino-polystyrene), 에폭시-폴리스티렌(epoxy-polystyrene), 디메틸아미노-폴리스티렌(dimethylamino-polystyrene), 술폰에이트-폴리스티렌(sulfonate-polystyrene), 및 하이드록시-폴리스티렌(hydroxy-polystyrene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 분산액으로는 탈염수를 사용할 수 있으며, 나노 비드액은 나노 비드와 분산액을 1:2의 비율로 포함할 수 있다.
전술한 나노 비드는 견고하고, 마이크로 홈부(11)에 형성된 수산화기에 의해 마이크로 홈부(11)의 내벽에 견고하게 부착되는 성질을 지닌다. 분산액은 복수의 나노 비드를 균일하게 분산시켜 이후 제3 단계(S30)에서 마이크로 홈부(11)의 내벽에 나노 비드가 균일하게 부착되도록 하는 역할을 한다.
이때 분산액으로 사용되는 탈염수는 이온을 포함하고 있지 않으므로 나노 비드와 수산화기 사이에 작용하는 전기적인 힘, 즉 나노 비드의 부착력에 영향을 미치지 않으며, 나노 비드가 지정된 위치가 아닌 다른 곳에 부착되는 것을 방지한다. 나노 비드와 분산액의 물질은 전술한 예들에 한정되지 않으며, 다양하게 변할 수 있다.
마이크로 홈부(11)로 토출된 나노 비드액(12)은 마이크로 홈부(11)의 바닥에 뭉쳐 존재하므로 나노 비드액(12)을 고르게 분산시켜야 한다. 도 2d와 도 2e를 참고하면, 마이크로 홈부(11)의 내벽에 나노 비드액(12)을 고르게 분산시킨 후 분산액을 증발시켜 마이크로 홈부(11)의 내벽에 나노 비드(13)를 균일하게 부착한다.
나노 비드액(12)을 분산시키기 위해 금형(100)을 회전시키는 방법이 적용될 수 있다. 그러면 마이크로 홈부(11)의 바닥에 뭉쳐있던 나노 비드액(12)이 원심력에 의해 고르게 퍼지면서 마이크로 홈부(11)의 내벽에 일정한 두께로 도포된다. 이후 열처리 등의 방법을 적용하여 나노 비드액(12)에 함유된 분산액을 증발시킴으로써 마이크로 홈부(11)의 내벽에 나노 비드(13)를 부착시킨다.
전술한 제1 단계 내지 제3 단계(S10~S30)의 과정을 거쳐 금형(100) 가공이 완성된다. 완성된 금형(100)은 복수의 마이크로 홈부(11)를 형성하면서 각 마이크로 홈부(11)의 내벽에 복수의 나노 비드(13)가 부착된 형태로 이루어진다. 이와 같이 금형(100)은 마이크로 스케일의 홈부(11)와 나노 스케일의 비드(13)가 조합된 듀얼 스케일(dual scale)의 복합 패턴을 형성한다.
도 2f를 참고하면, 제4 단계(S40)에서 전술한 금형(100)을 이용한 사출 성형법으로 광학부품(200)을 제조한다. 광학부품(200)은 투명한 고분자 수지로 제조될 수 있다. 완성된 광학부품(200)은 금형(100)의 마이크로 홈부(11)에 대응하는 양각의 마이크로 렌즈들(21)을 포함하며, 각 마이크로 렌즈(21)의 표면에는 금형(100)의 나노 비드(13)에 대응하는 음각의 나노 홈부(22)가 형성된다.
즉, 본 실시예의 광학부품(200)은 마이크로 스케일의 마이크로 렌즈(21)와, 각 마이크로 렌즈(21)의 표면에 형성된 나노 스케일의 나노 홈부(22)로 구성된다. 이러한 광학부품(200)은 기본적으로 마이크로 렌즈(21)를 이용하여 점광원의 빛을 굴절 및 확산시키거나 외광을 산란시켜 외광 반사를 최소화한다. 전자(前者)의 광학부품(200)은 백라이트 유닛의 확산판으로 사용되고, 후자(後者)의 광학부품(200)은 무반사 필름으로 사용된다.
또한, 본 실시예의 광학부품(200)은 전술한 기본적인 기능에 더하여 나노 홈부(22)를 이용함으로써 빛의 굴절 및 확산 효과를 극대화시키며, 외광 산란 효과를 높여 외광 반사를 최소화할 수 있다. 이러한 광학기능 극대화는 마이크로 렌즈(21)의 표면에 나노 스케일의 나노 홈부(22)가 형성되어 듀얼 스케일(dual scale)의 복합 구조를 형성한 것에 기인한다.
본 실시예에 따르면, 마이크로 렌즈(21) 형성 후 별도의 공정에서 마이크로 렌즈(21)의 표면을 가공하지 않고 한번의 사출 성형으로 나노 홈부(22)가 형성된 마이크로 렌즈(21)를 제조하므로 제조 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 대면적 광학부품(200)을 용이하게 제조할 수 있으며, 한번 가공된 금형(100)을 이용하여 여러개의 광학부품(200)을 대량 생산할 수 있다.
백라이트 유닛의 확산판으로 사용되는 광학부품(200)의 경우, 점광원인 발광 다이오드(LED)에 대응하는 부분과 그렇지 않은 부분 사이에 마이크로 렌즈(21)의 밀도를 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(LED)에 대응하는 부분에 마이크로 렌즈(21)의 밀도를 높여 확산 효과를 높일 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학부품의 제조 과정을 설명하기 위한 개략 단면도들이다.
제2 실시예의 제조 과정은 금형(100)의 표면 전체, 즉 마이크로 홈부(11)의 내벽뿐만 아니라 마이크로 홈부들(11) 사이 표면에도 나노 비드(13)를 부착하고, 이러한 금형(100)을 이용한 사출 성형법으로 광학부품(210)을 제조하는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예와 같은 단계들을 포함한다. 아래에서는 제1 실시예와 다른 부분에 대해 주로 설명한다.
도 3a를 참고하면, 제1 단계(S10)에서 금형(100)에 마이크로 홈부(11)를 형성한 다음 금형(100)의 표면 전체에 수산화기 함유 화합물을 분사한다. 수산화기 함유 화합물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 질산(NHO3), 황산(H2SO4), 및 하이드로옥시염(Bi(OH)2(NO3)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이로써 마이크로 홈부(11)의 내벽과 마이크로 홈부들(11) 사이의 금형(100) 표면 전체에 수산화기를 생성한다. 수산화기는 나노 비드를 견고하게 부착시키는 역할을 한다.
도 3b 내지 도 3d를 참고하면, 제2 단계(S20)에서 나노 비드액을 제조한 다음 제3 단계(S30)에서 마이크로 홈부들(11) 사이의 금형(100) 표면에 공지의 토출 장치를 이용하여 나노 비드액(12)을 토출시킨다. 이러한 나노 비드액(12) 토출은 복수개 지점에서 동시에 행해진다.
이후 금형(100)을 회전시켜 나노 비드액(12)을 금형(100) 표면에 균일하게 분산시킨다. 그러면 나노 비드액(12)은 원심력에 의해 고르게 퍼지면서 마이크로 홈부(11)의 내벽뿐만 아니라 마이크로 홈부들(11) 사이의 금형(100) 표면으로 고르게 도포된다. 이후 열처리 등의 방법을 적용하여 나노 비드액(12)에 함유된 분산액을 증발시킴으로써 금형(100) 표면에 나노 비드(13)를 부착시킨다.
도 3e를 참고하면, 제4 단계(S40)에서 전술한 금형(100)을 이용한 사출 성형법으로 광학부품(210)을 제조한다. 완성된 광학부품(210)은 금형(100)의 마이크로 홈부(11)에 대응하는 양각의 마이크로 렌즈들(21)을 형성하며, 각 마이크로 렌즈(21)의 표면과 마이크로 렌즈들(21) 사이 표면 전체에 금형(100)의 나노 비드(13)에 대응하는 음각의 나노 홈부(22)를 형성한다.
이와 같이 제2 실시예에 따른 광학부품(210)은 마이크로 렌즈들(21) 사이로 음각의 나노 홈부(22)를 형성하는 점에 있어서 제1 실시예의 광학부품과 상이하다. 제2 실시예의 광학부품(210)은 마이크로 렌즈들(21) 사이로도 나노 홈부(22)를 이용하여 점광원의 빛을 굴절 및 확산시킬 수 있으며, 외광을 산란시켜 외광 반사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
도 4는 도 2a에 도시한 금형의 실제 제작 샘플을 나타낸 확대 사진이다.
도 4를 참고하면, 금속으로 제조된 금형 표면에 원형의 마이크로 홈부가 형성된 것을 확인할 수 있다. 도 4의 제작 샘플에서 마이크로 홈부는 마이크로 엔드밀을 이용한 직접 파내기 가공으로 형성되었다.
도 5는 도 3d에 도시한 금형의 실제 제작 샘플을 나타낸 확대 사진이다.
도 5를 참고하면, 구형의 나노 비드가 금형의 표면 전체, 즉 마이크로 홈부의 내벽과 마이크로 홈부들 사이의 금형 표면에 고르게 도포하고 있는 것을 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 금형 11: 마이크로 홈부
12: 나노 비드액 13: 나노 비드
200, 210: 광학부품 21: 마이크로 렌즈
22: 나노 홈부

Claims (20)

  1. 금형을 가공하여 상기 금형의 표면에 마이크로 스케일의 마이크로 홈부를 형성하는 단계;
    나노 스케일의 나노 비드와 분산액을 함유한 나노 비드액을 제조하는 단계;
    상기 마이크로 홈부의 내벽에 상기 나노 비드액을 분산시킨 후 상기 분산액을 증발시켜 상기 마이크로 홈부의 내벽에 상기 나노 비드를 부착시키는 단계; 및
    상기 금형을 이용한 사출 성형법으로 광학부품을 제조하는 단계
    를 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금형은 금속으로 제조되며, 압입자를 이용한 압입 가공법을 적용하여 상기 마이크로 홈부를 형성하는 광학부품의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금형을 압입 가공하기 전, 상기 금형을 어닐링(annealing)하는 단계와, 어닐링된 금형을 냉각하는 단계를 더 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금형을 냉각할 때 노냉(furnace cooling) 방법이 적용되는 광학부품의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금형은 금속으로 제조되며, 마이크로 엔드밀을 이용하여 상기 마이크로 홈부를 형성하는 광학부품의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 나노 비드는 실리카, 폴리스티렌, 카르복실-폴리스티렌, 아미노-폴리스티렌, 에폭시-폴리스티렌, 디메틸아미노-폴리스티렌, 술폰에이트-폴리스티렌, 및 하이드록시-폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 분산액은 탈염수를 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 홈부에 상기 나노 비드액을 토출하고,
    상기 금형을 회전시켜 상기 마이크로 홈부의 내벽에 상기 나노 비드액을 분산시키는 광학부품의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 나노 비드액을 토출하기 전, 상기 마이크로 홈부의 내벽에 수산화기를 형성하는 단계를 더 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마이크로 홈부의 내벽에 수산화기 함유 화합물을 분사하여 상기 수산화기를 형성하며,
    상기 수산화기 함유 화합물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 질산(NHO3), 황산(H2SO4), 및 하이드로옥시염(Bi(OH)2(NO3)) 중 적어도 하나를 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  10. 금형을 가공하여 상기 금형의 표면에 마이크로 스케일의 마이크로 홈부를 형성하는 단계;
    나노 스케일의 나노 비드와 분산액을 함유한 나노 비드액을 제조하는 단계;
    상기 마이크로 홈부를 포함한 상기 금형의 표면 전체에 상기 나노 비드액을 분산시키고, 상기 나노 비드액을 증발시켜 상기 금형의 표면 전체에 상기 나노 비드를 부착시키는 단계; 및
    상기 금형을 이용한 사출 성형법으로 광학부품을 제조하는 단계를 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 나노 비드는 실리카, 폴리스티렌, 카르복실-폴리스티렌, 아미노-폴리스티렌, 에폭시-폴리스티렌, 디메틸아미노-폴리스티렌, 술폰에이트-폴리스티렌, 및 하이드록시-폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 분산액은 탈염수를 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 마이크로 홈부를 포함한 상기 금형의 표면 전체에 상기 나노 비드액을 분산시키는 단계는,
    상기 마이크로 홈부들 사이의 상기 금형 표면에 상기 나노 비드액을 토출하고,
    상기 금형을 회전시켜 상기 마이크로 홈부의 내벽을 포함한 상기 금형의 표면 전체에 상기 나노 비드액을 분산시키는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 나노 비드액을 토출하기 전, 상기 마이크로 홈부를 포함한 상기 금형의 표면 전체에 수산화기를 형성하는 단계를 더 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 마이크로 홈부를 포함한 상기 금형의 표면 전체에 수산화기 함유 화합물을 분사하여 상기 수산화기를 형성하며,
    상기 수산화기 함유 화합물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 질산(NHO3), 황산(H2SO4), 및 하이드로옥시염(Bi(OH)2(NO3)) 중 적어도 하나를 포함하는 광학부품의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고,
    상기 마이크로 홈부에 대응하는 양각의 마이크로 렌즈; 및
    상기 마이크로 렌즈의 표면에 형성되며 상기 나노 비드에 대응하는 음각의 나노 홈부
    를 포함하는 광학부품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광학부품은 백라이트 유닛의 확산판과 표시장치의 무반사 필름 중 어느 하나에 적용되는 광학부품.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈는 반구형, 삼각 피라미드형, 사각 피라미드형, 및 원기둥형 중 어느 하나로 형성되는 광학부품.
  18. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고,
    상기 마이크로 홈부에 대응하는 양각의 마이크로 렌즈; 및
    상기 마이크로 렌즈를 포함한 상기 광학부품의 표면 전체에 형성되며 상기 나노 비드에 대응하는 음각의 나노 홈부
    를 포함하는 광학부품.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 광학부품은 백라이트 유닛의 확산판과 표시장치의 무반사 필름 중 어느 하나에 적용되는 광학부품.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈는 반구형, 삼각 피라미드형, 사각 피라미드형, 및 원기둥형 중 어느 하나로 형성되는 광학부품.
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