KR101204628B1 - 웨이퍼 렌즈 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼 렌즈를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 웨이퍼 렌즈 제조방법은, 전면렌즈 형성부를 구비하는 제1 스탬프를 준비하는 단계; 배면렌즈 형성부와 그 인접한 위치에 얼라인 마크를 형성하기 위한 다수의 패턴이 구비된 제2 스탬프를 준비하는 단계; 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프 사이에 렌즈 제조용 재료를 제공하는 단계; 상기 제1 스탬프와 상기 제2 스탬프를 상기 렌즈 제조용 재료에 압착시켜 상기 렌즈 제조용 재료 상에 상기 제1 및 제2 스탬프에 의한 렌즈와 상기 패턴에 의한 얼라인 마크가 동시에 일체로 형성된 어레이 렌즈를 제조하는 단계; 및 상기 어레이 렌즈를 절단하여 단위 웨이퍼 렌즈로 제작하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 웨이퍼 렌즈 제조방법은, 전면렌즈 형성부를 구비하는 제1 스탬프를 준비하는 단계; 배면렌즈 형성부와 그 인접한 위치에 얼라인 마크를 형성하기 위한 다수의 패턴이 구비된 제2 스탬프를 준비하는 단계; 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프 사이에 렌즈 제조용 재료를 제공하는 단계; 상기 제1 스탬프와 상기 제2 스탬프를 상기 렌즈 제조용 재료에 압착시켜 상기 렌즈 제조용 재료 상에 상기 제1 및 제2 스탬프에 의한 렌즈와 상기 패턴에 의한 얼라인 마크가 동시에 일체로 형성된 어레이 렌즈를 제조하는 단계; 및 상기 어레이 렌즈를 절단하여 단위 웨이퍼 렌즈로 제작하는 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 웨이퍼 렌즈 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 웨이퍼 렌즈의 마스터링 공정시 웨이퍼 기판의 일면에 렌즈의 제작과 동시에 이미지센서 얼라이닝용 얼라인 마크가 형성되도록 함으로써, 제작 공정이 단축되고 제작비를 절감할 수 있는 웨이퍼 렌즈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼 렌즈의 제조방법은 사출 성형 방법, 렌즈 프리폼을 사용하는 금형 가공 방법 그리고 스탬프를 사용하는 방법 등이 있다. 이 중 스탬프를 사용하는 방법은 음각으로 형성된 렌즈 형성부를 갖는 스탬프를 준비하고, 유리 기판에 액체 상태의 렌즈 제조용 수지를 공급한 후, 스탬프를 유리 기판에 압착시켜 렌즈 형성부에 렌즈 제조용 수지가 형성되도록 함으로써 양면 렌즈 형태의 어레이 렌즈가 제조된다.
그러나, 스탬프를 이용한 웨이퍼 렌즈 제조 방법으로 양면 렌즈 형태의 어레이 렌즈를 제작하는 경우에는 유리 기판의 전면과 배면에 대해 각각 렌즈 형성 공정을 수행하여야 하며, 이에 따라 스탬프를 유리 기판에 압착하는 공정을 적어도 두 차례 이상 수행해야 함으로써 어레이 렌즈의 제작 공정에 걸리는 시간이 증가하게 된다.
또한, 상기와 같이 스탬프를 이용한 어레이 렌즈 제조방법은 상대적으로 고가의 유리 기판을 사용하여 어레이 렌즈를 제작해야 하기 때문에 렌즈 제조 비용이 증가하는 문제점이 지적되고 있다.
한편, 종래의 어레이 렌즈 제작 방식에서는 유리 기판에 스탬프를 이용한 렌즈의 제작시 렌즈 형성 전에 이미지센서와 정위치로 조립하기 위한 얼라인 마크를 형성하여야 하는 바, 종래의 어레이 렌즈 제작시 렌즈 주위의 유리 기판 상에 패터닝에 의한 얼라인 마크가 생성되도록 한다.
이때, 얼라인 마크는 얼라인 마크와 이미지센서의 외곽부를 일치시켜 이미지센서 상부에 어레이 렌즈가 광축의 틀어짐없이 장착될 수 있도록 한다.
이와 같은 얼라인 마크의 형성에 의한 종래의 어레이 렌즈 제작 방식은 유리 기판에 렌즈의 형성과 별도로 패터닝 공정이 추가되어 렌즈의 가격이 상승하는 원인이 되고 있다.
따라서, 본 발명은 종래 어레이 렌즈 제조방법에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 웨이퍼 기판의 일면에 렌즈의 제작과 동시에 이미지센서 얼라이닝용 얼라인 마크가 형성되도록 한 웨이퍼 렌즈 및 이의 제조방법이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 전면렌즈 형성부를 구비하는 제1 스탬프를 준비하는 단계; 배면렌즈 형성부와 그 인접한 위치에 얼라인 마크를 형성하기 위한 다수의 패턴이 구비된 제2 스탬프를 준비하는 단계; 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프 사이에 렌즈 제조용 재료를 제공하는 단계; 상기 제1 스탬프와 상기 제2 스탬프를 상기 렌즈 제조용 재료에 압착시켜 상기 렌즈 제조용 재료 상에 상기 제1 및 제2 스탬프에 의한 렌즈와 상기 패턴에 의한 얼라인 마크가 동시에 일체로 형성된 어레이 렌즈를 제조하는 단계; 및 상기 어레이 렌즈를 절단하여 단위 웨이퍼 렌즈로 제작하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 렌즈 제조방법이 제공됨에 의해서 달성된다.
이때, 상기 제2 스탬프를 준비하는 단계에서, 제2 스탬프는 광 투과성을 갖는 플레이트를 준비하는 단계; 상기 배면렌즈 형성부와 대응되는 형상의 렌즈면 가공부와 상기 렌즈면 가공부의 양측에 복수의 얼라이닝 마킹이 형성된 마스터를 준비하는 단계 및 상기 플레이트와 상기 렌즈면 가공부가 형성된 마스터를 압착시켜 상기 배면렌즈 형성부와 그 양측으로 패턴이 구비된 제2 스탬프를 제작하는 단계;를 더 포함한다.
한편, 상기 마스터를 준비하는 단계에서, 상기 마스터는 렌즈면이 가공된 코어를 준비하는 단계; 광 투과성을 가지고 일면에 일정한 간격으로 얼라이닝 마킹용 패턴이 형성된 마스터 기판을 준비하는 단계; 상기 코어 또는 마스터 기판 상에 폴리머를 주입하는 단계; 및 상기 마스터 기판에 UV광을 조사하여 상기 마스터 기판을 관통한 UV광에 의해 폴리머가 경화되어 상기 렌즈면 가공부가 형성되고, 상기 렌즈면 가공부의 양측에 얼라이닝 마킹이 형성되는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 마스터를 준비하는 단계에서, 상기 마스터는 렌즈면과 얼라이닝 마킹용 패턴이 형성된 어레이 형태의 코어를 준비하는 단계; 평판 형태의 마스터 기판을 준비하는 단계; 상기 코어와 마스터 기판 사이에 폴리머를 주입하는 단계 및 상기 마스터 기판에 UV 광을 조사하여 상기 마스터 기판을 관통한 UV 광에 의해 폴리머가 경화되어 렌즈면 가공부와 얼라이닝 마킹이 형성되는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이, 상기 마스터를 준비하는 단계에서 어레이 형태의 코어 또는 마스터 기판에 형성되는 얼라이닝 마킹용 패턴은 메탈이나 블랙 폴리머를 이용한 패터닝에 의해 패턴이 형성되는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 패턴은 마스터링 공정에 의해 마스터에 얼라이닝 마킹으로 형성되고, 상기 마스터의 얼라이닝 마킹은 상기 제2 스탬프의 배면렌즈 형성부의 양측에 전사되어 얼라인 마크용 패턴으로 형성되며, 상기 얼라인 마크용 패턴은 상기 어레이 렌즈에 전사되어 렌즈 양측에 구비된 얼라인 마크로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 스탬프와 대응되는 면에 압착되는 제1 스탬프는 제2 스탬프에 형성된 배면렌즈 형성부와 동일한 곡률 또는 상이한 곡률을 가진 곡면으로 형성될 수 있으며, 상기 얼라인 마크 형성용 패턴이 형성되어 동일한 제조 과정으로 제작될 수 있다.
이때, 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프는 광 투과성을 갖는 플레이트에 각각 오목한 전면 렌즈 형성부와 배면 렌즈 형성부를 갖는 몰드 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 렌즈 제조용 재료를 제공하는 단계는, 웨이퍼 기판의 전면과 배면에 예비 전면 렌즈부와 예비 배면 렌즈부가 형성된 프리폼을 준비하는 단계 및 상기 예비 전면 렌즈부와 예비 배면 렌즈부가 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프의 각 렌즈 형성부에 정렬되게 프리폼을 배치시키는 단계를 더 포함한다.
여기서, 상기 프리폼에 형성된 예비 전면 렌즈부와 예비 배면 렌즈부는 각각 상기 제1 스탬프의 전면 렌즈 형성부와 상기 제2 스탬프의 배면 렌즈 형성부에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 프리폼은 평판이나 점성을 갖는 액체 상태의 폴리머로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 스탬프와 제2 스탬프를 이용한 렌즈 제조용 재료의 압착시 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프를 통해 광을 투과시켜 렌즈 제조용 재료에 조사하는 단계를 더 포함하며, 상기 렌즈 제조용 재료에 조사되는 광은 UV광이 이용될 수 있다.
그리고, 상기 단위 웨이퍼 렌즈를 제조하는 단계에서 상기 단위 렌즈는 전면 렌즈와 배면 렌즈로 이루어진 렌즈 영역 및 상기 렌즈 영역 외측의 스크라이브 영역 및 상기 렌즈 영역과 스크라이브 영역 사이에 위치하는 얼라인 마크를 포함하며, 상기 스크라이브 영역을 절단하여 개별 단위 웨이퍼 렌즈를 제작할 수 있다.
한편, 상기와 같은 공정에 의해서 제작되는 단위 웨이퍼 렌즈는 어레이 상태에서 다수의 전면 또는 배면 렌즈 형성시 상기 배면 렌즈 양측부에 렌즈 형성과 동시에 일체로 얼라인 마크가 형성됨에 기술적 특징이 있으며, 상기 배면 렌즈 양측부에 형성된 얼라인 마크는 단위 웨이퍼 렌즈를 이용한 렌즈 모듈 제작시 이미지센서와의 조립용 기준 위치로 사용됨에 기술적 주안점을 둘 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼 렌즈의 제작시 렌즈의 형성과 렌즈 주위에 이미지센서 얼라이닝용 얼라인 마크가 일체로 동시에 형성되도록 함으로써, 웨이퍼 렌즈의 제조 공정 시간을 단축시켜 웨이퍼 렌즈의 생산량을 증가시킬 수 있는 장점이 있으며, 웨이퍼 렌즈의 제조 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈의 제조방법은 프리폼 형태의 렌즈 제조용 재료를 사용하여 스탬프의 압착에 의한 어레이 렌즈가 제작되어 렌즈를 중심으로 다이싱됨에 따라 유리 기판을 별도로 사용할 필요가 없어 웨이퍼 렌즈의 제조비용을 더 절감할 수 있는 작용효과가 발휘될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈의 제조 방법이 순차적으로 도시된 순서도.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈의 제작 과정이 도시된 단면도로서,
도 2는 제1, 제2 스탬프 제작 공정이 도시된 단면도이고,
도 3은 제2 스탬프를 제작하기 위한 마스터 제작 공정이 도시된 단면도이며,
도 4는 제1, 제2 스탬프의 압착 전 단면도이고,
도 5는 제1, 제2 스탬프의 압착 후 단면도이며,
도 6은 어레이 렌즈에 얼라인 마크가 형성된 단면도이고,
도 7은 어레이 렌즈를 절단하여 단위 웨이퍼 렌즈로 제작하는 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈의 제작 과정이 도시된 단면도로서,
도 2는 제1, 제2 스탬프 제작 공정이 도시된 단면도이고,
도 3은 제2 스탬프를 제작하기 위한 마스터 제작 공정이 도시된 단면도이며,
도 4는 제1, 제2 스탬프의 압착 전 단면도이고,
도 5는 제1, 제2 스탬프의 압착 후 단면도이며,
도 6은 어레이 렌즈에 얼라인 마크가 형성된 단면도이고,
도 7은 어레이 렌즈를 절단하여 단위 웨이퍼 렌즈로 제작하는 단면도이다.
본 발명에 따른 어레이 렌즈의 제조방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈의 제조 방법이 순차적으로 도시된 순서도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈의 제작 과정이 도시된 단면도들이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈의 제조 방법은 먼저, 어레이 렌즈 제작을 위한 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)를 준비(S110)한다. 여기서, 제1 스탬프(110)는 어레이 렌즈의 전면 렌즈를 형성하기 위한 것이고, 제2 스탬프(120)는 어레이 렌즈의 배면 렌즈를 형성하기 위한 것이다. 따라서, 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)는 각각 전면 렌즈와 배면 렌즈를 형성하기 위한 오목한 형상의 전면렌즈 형성부(111)와 배면렌즈 형성부(121)가 형성할 수 있다.
이때, 상기 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)는 광 투과성 부재로 구성되며, 일 예로 유리 재질로 구성된 몰드 형태로 제공되어 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)를 통해 광이 투과될 수 있다.
또한, 상기 제2 스탬프(120)는 배면렌즈 형성부(121) 양측에 다수의 얼라인 마크 형성용 패턴(122)이 구비된다. 상기 얼라인 마크 형성용 패턴(122)은 제2 스탬프(120)의 제작시 마스터에 형성된 얼라이닝 마킹이 전사됨에 의해서 형성될 수 있으며, 상기 제1, 제2 스탬프(110)(120)를 통한 어레이 렌즈의 형성시 배면 렌즈 양측부에 전사되어 얼라인 마크를 형성하기 위한 것이다. 이에 대해서는 아래의 도 2 내지 도 5를 참조하여 좀 더 자세하게 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 상기 제2 스탬프(120)는 얼라이닝 마킹(151)이 형성된 마스터(150)를 통해 배면렌즈 형성부(121) 양측부에 얼라인 마크 형성용 패턴(122)이 구비될 수 있도록 있도록 한다.
상기 제2 스탬프(120)는 먼저, 광 투과성을 갖는 플레이트를 준비하고, 상기 제2 스탬프(120)의 배면렌즈 형성부(121)와 대응되는 형상의 렌즈면 가공부(152) 및 상기 렌즈면 가공부(152)의 양측부에 복수의 얼라이닝 마킹(151)이 형성된 마스터(150)를 준비한다. 그리고, 상기 플레이트와 상기 렌즈면 가공부(152)가 형성된 마스터(150)를 압착시켜 상기 배면렌즈 형성부(121) 양측으로 얼라인 마크 형성용 패턴(122)이 구비된 제2 스탬프(120)가 제작될 수 있도록 한다.
이때, 광 투과성의 재질로 구성된 플레이트는 유리판이 사용될 수 있으며, 상기 렌즈면 가공부(152)의 압착에 의해서 플레이트의 일면에 렌즈면 가공부(152)의 형상에 상응하는 오목한 형태의 배면렌즈 형성부(152)가 구비된 제2 스탬프(120)가 제작될 수 있다. 이와 같이 제작되는 제2 스탬프(120)는 배면렌즈 형성부(121)의 양측에 얼라이닝 마킹(151)이 전사됨에 의한 얼라인 마크 형성용 패턴(122)이 동시에 형성되도록 한다.
또한, 다른 예로서 상기 제1 스탬프(110) 및 제2 스탬프(120)를 통해 어레이 렌즈의 전면 렌즈와 배면 렌즈가 볼록 렌즈가 아닌 오목 렌즈로 형성되어야 할 경우에는 각 스탬프(110)(120)의 전면렌즈 형성부(111)와 배면렌즈 형성부(121)를 볼록한 형태로 구성할 수 있으며, 이 경우 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)를 제작하기 위한 마스터(150)는 각 렌즈면 가공부(152)의 형상을 오목한 형태로 구성할 수도 있다.
여기서, 상기 제1 스탬프(110)를 준비하는 단계는 제2 스탬프(120)를 준비하는 단계와 대체로 유사하나, 어레이 렌즈의 제작 특성 상 전면 렌즈의 주위에 별도의 얼라인 마크를 형성하지 않아도 됨에 따라 얼라인 마크를 생성시키기 위한 얼라인 마크 형성용 패턴의 형성없이 플레이트와 마스터의 압착만으로 오목 또는 볼록 형태의 전면렌즈 형성부(111)가 구비될 수 있도록 한다.
한편, 상기 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)를 제작하기 위한 마스터(150)는 두 가지 방식의 실시예가 적용될 수 있는 바, 먼저 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 마스터(150)는 렌즈면이 가공된 코어(C)를 준비하고, 광 투과성을 가지고 일면에 일정한 간격으로 얼라이닝 마킹용 패턴(155a)이 형성된 마스터 기판(155)을 준비한다. 그리고, 상기 코어(C) 또는 마스터 기판(155) 상에 폴리머(156)를 주입한 후, 상기 마스터 기판(155)에 UV 광을 조사하여 상기 마스터 기판(155)을 관통한 UV 광에 의해 폴리머가 경화됨과 아울러 얼라이닝 마킹용 패턴(155a)에 위치하는 폴리머는 얼라이닝 마킹용 패턴(155a)이 광 차단막 역할을 함에 따라 패턴(155a) 형성 부위에는 경화가 진행되지 않은 상태로 폴리머가 흡수됨으로써, 마스터 기판(155) 상에 볼록한 형태의 렌즈면 가공부(152)가 형성되고 상기 렌즈면 가공부(152)의 양측의 인접한 위치에 얼라이닝 마킹(155a)이 형성되도록 한다.
이때, 상기 렌즈면 가공부(152)와 인접한 위치의 얼라이닝 마킹(155a)은 제2 스탬프(120) 제작시 배면렌즈 형성부(121)와 인접한 위치에서 최종적으로 렌즈의 얼라인 마크 위치를 정하게 되는 얼라인 마크 형성용 패턴(122)으로 전사된다.
또한, 상기 마스터(150)를 제작하기 위한 다른 방식으로 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 마스터(150)는 렌즈면과 얼라이닝 마킹용 패턴(C1)이 형성된 어레이 형태의 코어(C)를 준비하고, 이에 대응되는 위치에 평판 형태의 마스터 기판(155)을 준비한다. 이 후, 상기 코어(C)와 마스터 기판(155)을 대응되게 위치시켜 그 사이에 폴리머(156)를 주입한다. 그리고, 상기 마스터 기판(155)을 통해 UV 광을 조사하여 상기 마스터 기판(155)을 관통한 UV 광에 의해 폴리머가 경화되도록 함으로써 렌즈면 가공부(152)와 얼라이닝 마킹(151)이 형성되도록 할 수 있다.
이와 같은 마스터(150)를 준비하는 단계에서, 어레이 형태의 코어(C) 또는 마스터 기판(155)에 형성되는 얼라이닝 마킹용 패턴은 메탈이나 블랙 폴리머를 이용한 광 흡수 재질의 패터닝에 의한 패턴이 형성되도록 할 수 있다.
상기 패턴(155a)을 통해 각 스탬프(110)(120)를 이용한 어레이 렌즈의 전면 렌즈 및 배면 렌즈의 형성시 기준 위치로 이용될 수 있다.
이와 같이 마스터(150)를 준비하는 단계에서부터 제1, 2 스탬프(110)(120)를 이용한 웨이퍼 렌즈의 제조 단계에 이르기까지 상기 마스터 기판(150)에 형성된 패턴은 마스터링 공정에 의해 마스터(150)에 얼라이닝 마킹(151)으로 형성되고, 마스터(150)의 얼라이닝 마킹(151)은 제2 스탬프(120)의 제작시 배면렌즈 형성부의 양측에 전사되어 얼라인 마크용 패턴(122)으로 형성되며, 상기 얼라인 마크용 패턴(122)은 제1, 제2 스탬프(110)(120)를 통한 프리폼의 압착시 어레이 렌즈에 전사되어 렌즈 양측에 구비된 얼라인 마크()로 형성되도록 한다.
상기와 같은 공정을 통해 제2 스탬프(120)가 제작될 때, 제2 스탬프(120)와 대향되는 위치에서 렌즈 제조용 재료(130)를 사이에 두고 압착되는 제1 스탬프(110)는 각 스탬프에 형성된 전면렌즈 형성부(111)와 배면렌즈 형성부(112)가 동일한 곡률 또는 서로 상이한 곡률을 가진 곡면으로 형성될 수 있으며, 제2 스탬프(120)와 마찬가지로 전면렌즈 형성부(111) 양측으로 얼라인 마크 형성용 패턴이 형성될 수 있다. 또한 제1 스탬프(11)는 제2 스탬프(120)와 앞서 언급된 제조 공정을 통해 동일한 공정으로 제작됨에 따라 이하에서는 제1 스탬프(110)에 대한 구체적인 공정적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 4를 참조하면 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120) 사이에는 렌즈 제조용 재료(130)가 배치(S120)된다. 이때, 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)는 렌즈 제조용 재료(130)를 사이에 두고 각 스탬프(110)(120)에 형성된 전면 렌즈 형성부(111)와 배면 렌즈 형성부(121)가 대응되게 위치하도록 상, 하로 정렬된다.
상기 렌즈 제조용 재료(130)는 광 경화성 재질 또는 열 경화성 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 광 또는 열에 경화 가능한 수지 계열의 물질로 구성될 수 있다.
한편, 상기 렌즈 제조용 재료(130)는 후술될 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)의 압착에 의해 제작되는 어레이 렌즈와 유사한 형상을 갖도록 예비 전면 렌즈부(131)와 예비 배면 렌즈부(132)가 형성된 렌즈 프리폼(lens freform)의 형태로 제공될 수 있다. 상기 예비 전면 렌즈부(131)는 제1 스탬프(130)의 전면 렌즈 형성부(131)에 밀착되어 어레이 렌즈의 전면 렌즈로 형성되며, 상기 예비 배면 렌즈부(132)는 제1 스탬프(110)의 배면 렌즈 형성부(121)에 밀착되어 어레이 렌즈의 배면 렌즈로 형성된다.
이때, 상기 예비 전면 렌즈부(131)와 예비 배면 렌즈부(132)는 서로 상이한 곡률을 가진 반원형으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 렌즈 제조용 재료(130)는 상술한 실시예에서 어레이 렌즈와 유사한 형상을 갖는 렌즈 프리폼의 형태로 렌즈 제조용 재료(130)를 제공하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 렌즈 제조용 재료(130)는 점성이 있는 액체 상태로 제공되어 주로 하부에 배치되는 제2 스탬프(120)의 배면 렌즈 형성부(121)에 주입되는 형태로 제공되는 액체 상태의 폴리머로 구성될 수 있으며, 예비 전면 렌즈부(131)와 예비 배면 렌즈부(132)가 형성되지 않은 상태의 평판 형태로 제공될 수 있을 것이다.
다음, 렌즈 제조용 재료(130)를 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120) 사이에 위치시켜, 상기 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)를 렌즈 제조용 재료(130)를 중심으로 밀착시켜 스탬프의 압착에 의해 렌즈 제조용 재료(130)의 양면에 렌즈를 형성(S130)한다. 이와 더불어 제2 스탬프(120)의 배면렌즈 형성부(121) 주위에 형성된 얼라인 마크 형성용 패턴(122)에 의해서 렌즈의 인접한 부위에 돌기 형태의 얼라인 마크(140)가 렌즈와 동시에 형성되도록 한다.
이 경우, 렌즈 제조용 재료(130)에 렌즈를 형성할 때 상기 제1 스탬프(110)를 렌즈 제조용 재료(130)의 전면에 먼저 압착하여 렌즈 제조용 재료(130)의 전면에 전면 렌즈(201)를 형성하고, 상기 전면 렌즈(201)가 형성되는 동안 제2 스탬프(120)를 렌즈 제조용 재료(130)의 배면에 압착시켜 배면 렌즈(202)가 형성되도록 할 수 있으며, 이와 반대의 경우로 렌즈 제조용 재료(130)의 전면과 배면에 각각 렌즈(201)(202)를 형성할 수 있으며, 다른 경우 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)를 동시에 압착하여 어레이 렌즈(200)가 제조될 수 있다.
한편, 상기 어레이 렌즈(200)의 제작시 렌즈 제조용 재료(130)의 상, 하면에 각각 제1 스탬프(110)와 제2 스탬프(120)를 압착시킨 상태에서 광 투과성 재질의 각 스탬프(110, 120)를 통해 광이 조사된다. 제1, 제2 스탬프(110, 120)에 투과된 광은 폴리머 재질의 렌즈 제조용 재료(130)에 조사되어 렌즈(201, 202)의 경화가 이루어지게 된다.
이에 더하여, 어레이 렌즈(200)를 형성하는 과정에서 상기 렌즈 제조용 재료(130)에 열을 부가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 다수의 렌즈(201, 202)가 배열된 어레이 렌즈(200)를 일정 단위로 절단하여 단위 웨이퍼 렌즈로 형성(S140)한다. 상기 어레이 렌즈(200)는 전면 렌즈(201) 및 배면 렌즈(202)가 형성된 렌즈 영역(A) 및 렌즈 영역(A) 외측의 단위 렌즈 제작용 절단 위치인 스크라이브 영역(B)이 포함되며, 렌즈 영역(A)과 스크라이브 영역(B)사이의 렌즈와 인접한 위치에 얼라인 마크(140)가 렌즈와 일체로 형성된다.
이때, 상기 어레이 렌즈(200)는 소정의 절단 치구(300)를 이용하여 스크라이브 영역(B)을 따라 절단되어 개별적인 단위 웨이퍼 렌즈(210)로 제조되며, 절단된 단위 웨이퍼 렌즈(210)는 대체로 사각형의 형태에 전면과 배면에 각각 렌즈(201, 202)가 형성된 구조로 이루어지게 된다.
이와 같은 제조 방법에 의해 제작되는 본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈는 제1 스탬프(110) 및 제2 스탬프(120)를 통해 프리폼 형태의 렌즈 제조용 재료(130)의 전면과 배면에 각각 전면 렌즈(201)와 배면 렌즈(202)가 형성될 때, 제2 스탬프(120)의 배면렌즈 형성부(121) 인근에 형성된 얼라인 마크 형성용 패턴(122)에 의해 얼라인 마크(140)가 동시에 일체로 형성됨에 따라 유리 기판에 별도의 얼라인 마크를 형성해야 하는 종래 기술에 비해 웨이퍼 렌즈의 제조 공정과 시간을 현저하게 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 프리폼 형태의 렌즈 제조용 재료(130)를 이용한 렌즈 형성시 얼라인 마크(140)가 동시에 형성됨에 따라 별도의 유리 기판을 사용하지 않고 일체로 렌즈와 얼라인 마크(140)를 동시에 형성할 수 있도록 하여 공정 단축에 의한 제조 비용을 절감할 수 있다.
본 실시예는 웨이퍼 렌즈 제작시 양면이 볼록한 렌즈를 갖는 형태를 주로 설명하였으나, 이와 반대로 양면이 오목한 웨이퍼 렌즈에 얼라인 마크가 동시에 일체로 형성될 수 있는 실시예에도 동일한 제작 공정이 적용될 수 있을 것이다.
이 경우, 렌즈의 전사되는 위치가 반대 방향으로 형성됨에 따라 마스터 공정에서부터 렌즈 형성을 위한 오목면과 볼록면이 반대로 형성될 뿐 모든 제작 공정이 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
110. 제1 스탬프 120. 제2 스탬프
130. 렌즈 제조용 재료 133. 패턴
140. 얼라인 마크 150. 마스터
151. 얼라이닝 마킹 200. 어레이 렌즈
201. 전면 렌즈 202. 배면 렌즈
300. 절단 치구
130. 렌즈 제조용 재료 133. 패턴
140. 얼라인 마크 150. 마스터
151. 얼라이닝 마킹 200. 어레이 렌즈
201. 전면 렌즈 202. 배면 렌즈
300. 절단 치구
Claims (15)
- 전면렌즈 형성부를 구비하는 제1 스탬프를 준비하는 단계;
배면렌즈 형성부와 그 인접한 위치에 얼라인 마크를 형성하기 위한 다수의 패턴이 구비된 제2 스탬프를 준비하는 단계;
상기 제1 스탬프와 제2 스탬프 사이에 렌즈 제조용 재료를 제공하는 단계;
상기 제1 스탬프와 상기 제2 스탬프를 상기 렌즈 제조용 재료에 압착시켜 상기 렌즈 제조용 재료 상에 상기 제1 및 제2 스탬프에 의한 렌즈와 상기 패턴에 의한 얼라인 마크가 동시에 일체로 형성된 어레이 렌즈를 제조하는 단계; 및
상기 어레이 렌즈를 절단하여 단위 웨이퍼 렌즈로 제작하는 단계;
를 포함하며,
상기 렌즈 제조용 재료를 제공하는 단계는, 웨이퍼 기판의 전면과 배면에 예비 전면 렌즈부와 예비 배면 렌즈부가 형성된 프리폼을 준비하는 단계; 및
상기 예비 전면 렌즈부와 예비 배면 렌즈부가 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프의 각 렌즈 형성부에 정렬되게 프리폼을 배치시키는 단계;를 더 포함하는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 스탬프를 준비하는 단계는,
광 투과성을 갖는 플레이트를 준비하는 단계;
상기 배면렌즈 형성부와 대응되는 형상의 렌즈면 가공부와 상기 렌즈면 가공부의 양측에 복수의 얼라이닝 마킹이 형성된 마스터를 준비하는 단계; 및
상기 플레이트와 상기 렌즈면 가공부가 형성된 마스터를 압착시켜 상기 배면렌즈 형성부와 그 양측으로 패턴이 구비된 제2 스탬프를 제작하는 단계;
를 더 포함하는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 마스터를 준비하는 단계는,
렌즈면이 가공된 코어를 준비하는 단계;
광 투과성을 가지고 일면에 일정한 간격으로 얼라이닝 마킹용 패턴이 형성된 마스터 기판을 준비하는 단계;
상기 코어 또는 마스터 기판 상에 폴리머를 주입하는 단계; 및
상기 마스터 기판에 UV광을 조사하여 상기 마스터 기판을 관통한 UV광에 의해 폴리머가 경화되어 상기 렌즈면 가공부가 형성되고, 상기 렌즈면 가공부의 양측에 얼라이닝 마킹이 형성되는 단계;
를 더 포함하는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 마스터를 준비하는 단계는
렌즈면과 얼라이닝 마킹용 패턴이 형성된 어레이 형태의 코어를 준비하는 단계;
평판 형태의 마스터 기판을 준비하는 단계;
상기 코어와 마스터 기판 사이에 폴리머를 주입하는 단계; 및
상기 마스터 기판에 UV 광을 조사하여 상기 마스터 기판을 관통한 UV 광에 의해 폴리머가 경화되어 렌즈면 가공부와 얼라이닝 마킹이 형성되는 단계;
를 포함하는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 어레이 형태의 코어 또는 상기 마스터 기판에 형성되는 상기 얼라이닝 마킹용 패턴은 메탈이나 블랙 폴리머를 이용한 광 흡수 재질의 패터닝에 의해 형성되는 단계를 더 포함하는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 프리폼에 형성된 상기 예비 전면 렌즈부와 예비 배면 렌즈부는 각각 상기 제1 스탬프의 전면 렌즈 형성부와 상기 제2 스탬프의 배면 렌즈 형성부에 대응되는 형상을 가지는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 렌즈 제조용 재료는, 평판 또는 점성을 갖는 액체 상태의 폴리머로 구성된 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 스탬프와 제2 스탬프를 이용한 렌즈 제조용 재료의 압착시 상기 제1 스탬프와 제2 스탬프를 통해 광을 투과시켜 렌즈 제조용 재료에 조사하는 단계;
를 더 포함하는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 광은 UV광이 조사되는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 스탬프와 제2 스탬프는 광 투과성을 갖는 플레이트에 각각 오목한 전면 렌즈 형성부와 배면 렌즈 형성부를 갖는 몰드 형태로 구성된 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 스탬프에 형성된 전면 렌즈 형성부의 곡률 크기는 상기 제2 스탬프에 형성된 배면 렌즈 형성부의 곡률 크기와 상이한 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 단위 웨이퍼 렌즈를 제조하는 단계에서,
상기 단위 웨이퍼 렌즈는 전면 렌즈와 배면 렌즈로 이루어진 렌즈 영역 및 상기 렌즈 영역 외측의 스크라이브 영역 및 상기 렌즈 영역과 스크라이브 영역 사이에 위치하는 얼라인 마크를 포함하며, 상기 스크라이브 영역을 절단하여 개별 단위 웨이퍼 렌즈가 제작되는 웨이퍼 렌즈 제조방법.
- 삭제
- 삭제
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