KR101475827B1 - 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법 - Google Patents

패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법 Download PDF

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Abstract

패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법이 개시된다. 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 제 1방법은, 기판를 제공하는 단계, 상기 기판 상부에 전사될 박막을 형성하기 위해 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 상기 원형 패턴이 오목하게 형성되는 몰드를 제작하는 단계, 상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막을 형성하는 단계, 상기 형성된 박막을 상기 기판 상부로 전사하여 상기 몰드의오목한 원형 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 단계, 상기 기판 상부에 형성된 상기 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머를디스펜싱한 후 경화시키는 단계 및 상기 기판 상부로 전사된 박막을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 제 2 방법은, 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 상부에 전사될 박막을 형성하기 위해 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 상기 원형 패턴이 오목하게 형성되는 몰드를 제작하는 단계, 상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막을 형성하는 단계, 상기 형성된 박막을 상기 기판 상부로 전사하여 상기 몰드의오목한 원형 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 단계, 상기 기판 상부에 형성된 상기 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머를 디스펜싱 하는 단계, 상기 디스펜싱된 렌즈 형성용 폴리머를 엠보싱 처리 장치를 이용하여 엠보싱 처리한 후 경화시키는 단계 및 상기 기판 상부로 전사된 박막을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법{Method For of LED Package Lens Using Patterned Hydrophobic Films}
본 발명은 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 패턴을 전사하여 렌즈를 형성한 후, 렌즈에 영향을 미치지 않는 용매로 패턴을 제거하는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법에 관한 것이다.
대용량의 화상을 출력하기 위하여 최근 들어 액정디스플레이(Liquid crystal display)의 대형화가 요구되고 있다. 이때 액정디스플레이의 광원을 냉음극형광램프(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)로 사용하는 경우 공간적인 제약과 수은이 사용된다는 환경적인 제약이 있으므로, 액정디스플레이의 광원으로는 효율이 높으며 제품의소형화가 가능한 엘이디(Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있다.
이와 같은 엘이디는 전류 공급이 가능하고 발광되는 빛의 각도가 설정되도록 하나의 패키지로 제작되어 사용된다. 상기 엘이디 패키지는 통상적으로, 전류 공급이 가능하도록 구성되는 기판과, 상기 기판에 실장되는 엘이디와, 상기 엘이디를 덮도록 마련되는 렌즈를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 엘이디에 렌즈를 형성하는 방법에는 여러 가지 방법이 있으나, 대표적인 방법으로는 액상의 봉지재에엘이디를 침적시킨 후 봉지재를 경화시키는 침적식이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 엘이디 패키지 제조방법에 대하여 설명한다.
종래의 침적식 렌즈 제조방법은, 먼저 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈 형상의 동공(Cavity)(32)이 형성된 금형과 엘이디칩(10)이 실장된 기판(20)을 마련한 후, 상기 엘이디칩(10)이 동공(32)에 인입되도록 기판(20)을금형(30)에 결합시킨다.기판(20)과 금형(30)의 결합이 완료되면, 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈의 재료가 되는 액상의 수지(40)를 동공(32) 내측에 주입하고, 수지(40)가 경화되면 도 3에 도시된 바와 같이 금형(30)을 분리시킨다.
그러나 이와 같은 종래의 침적식 렌즈 제조방법을 이용하는 경우 수지(40)가 자체 점착성 때문에 금형(30)에 붙는 현상이 발생되는바, 수지(40)가 경화된 이후에 금형(30)을 떼어내는 과정에서 수지(40)의 표면에 흠집이 발생될 수 있다는 우려가 있다. 상기 수지(40)는 경화된 이후 렌즈의 역할을 하는 구성요소이므로, 표면에 흠집이 발생되면 엘이디칩(10)에서 발광되는 빛이 고르게 분포되지 못하고 얼룩이 발생되는 등 치명적인 문제가 발생하게 된다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 수지(40)와 금형(30) 사이에 이형필름을 제공함으로써 수지(40)가 금형(30)에 점착되지 아니하도록 구성되는 렌즈 제조방법이 고안된 바 있다.
도 4는 이형필름을 이용하는 종래의 침적식 렌즈 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
이형필름을 이용한 종래의 침적식 렌즈 제조방법은, 도 4에 도시된 바와 같이 금형(30)의 상면 즉, 액상의 수지(40)와 접촉되는 면에 비점착성을 갖는 이형필름(50)을 추가로 마련함으로써, 수지(40)가 금형(30)에 점착되는현상을 방지할 수 있도록 이루어진다. 이때 상기 기판(20)을 금형(30)에 결합시키는 과정과 동공(32) 내에 수지(40)를 주입하는 과정과 상기 수지(40)가 경화된 이후 금형(30)을 떼어내는 과정 등은 도 1 내지 도 3에 도시된실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 이형필름(50)은 수지(40)와 점착되지 아니하도록 비점착성을 갖는 물질로 제작되므로, 동공(32) 내부에 주입된 수지(30)가 경화된 이후 금형(30)을 분리시키는 과정에서 수지(40)가 이형필름(50)의 표면에 점착되어 흠집이 발생하는 현상이 방지된다. 따라서 이와 같이 이형필름(50)을 사용하면, 표면이 매끈한 렌즈를 제작할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 상기 이형필름(50)은 금형(30)을 떼어내는 과정에서 찢어지거나 변형되어 재사용이 불가하게 된다. 따라서 제작자는 수지(40) 경화 후 금형(30)을 분리시킬 때마다 사용되었던 이형필름(50)을 제거하고 수지(40)를 주
입할 때마다 새로운 이형필름(50)을 금형(30)에 부착시켜야 하므로, 제조공정이 복잡해지며 지속적으로 이형필름(50)이 소요되므로 제조원가가 상승된다는 문제점이 있다.
또한, 엘이디 패키지의 용도에 따라 렌즈의 표면에 뾰족하게 돌출되거나 함몰된 패턴을 형성하여야 하는 경우,상기 금형(30)의 동공(32)은 내측면에는 상기 렌즈 표면의 패턴과 형합되도록 뾰족하게 함몰되거나 돌출된 패턴이 형성되어야 하는데, 상기와 같이 이형필름(50)을 동공(32)의 내측면에 덮게 되면 동공(32) 내측면에 형성된 패턴의 모서리나 홈이 둥글게 되므로 렌즈의 표면에 뾰족하게 돌출되거나 함몰된 패턴을 형성할 수 없다는 단점이 있다.
기판에 패턴을 하는 방법에는 포토리소그래피 기술이 존재하는데, 기존의 Photoresist를 사용하여 패턴을 형성을 하면, 제거 공정 시 아세톤과 같은 solvent에 의해 유기물질이 영향을 받게 된다. 따라서 렌즈 형성 후 패턴 제거 공정 시 렌즈에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 용매에 의해 영향을 받지 않고, 패턴을 제거할 수 있는 기술이 요구되어진다.
한국공개특허 제 10-2005-0096510호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 불소중합체(fluoropolymer)를 이용하여 표면처리 없이 상온에서 기판 위에 패턴을 형성할 수 있는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 렌즈에 영향을 미치지 않는 용매로 박막을 제거할 수 있는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 제 1방법은, 기판를 제공하는 단계, 상기 기판 상부에 전사될 박막을 형성하기 위해 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 상기 원형 패턴이 오목하게 형성되는 몰드를 제작하는 단계, 상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막을 형성하는 단계, 상기 형성된 박막을 상기 기판 상부로 전사하여 상기 몰드의오목한 원형 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 단계, 상기 기판 상부에 형성된 상기 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머를디스펜싱한 후 경화시키는 단계; 및 상기 기판 상부로 전사된 박막을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성의 제 2방법은, 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 상부에 전사될 박막을 형성하기 위해 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 상기 원형 패턴이 오목하게 형성되는 몰드를 제작하는 단계, 상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막을 형성하는 단계, 상기 형성된 박막을 상기 기판 상부로 전사하여 상기 몰드의오목한 원형 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 단계, 상기 기판 상부에 형성된 상기 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머를 디스펜싱 하는 단계, 상기 디스펜싱된 렌즈 형성용 폴리머를 엠보싱 처리 장치를 이용하여 엠보싱 처리한 후 경화시키는 단계 및 상기 기판 상부로 전사된 박막을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법에 의하면, 불소중합체를 이용하여 상온에서 기판 상에 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 렌즈에 영향을 미치지 않는 용매를 이용하여 엘이디 패키지용 렌즈에 영향을 주지 않고 박막을 제거할 수 있다.
또한, 기판을 식각하는 과정이 없이, 전사를 이용하여 기판 상에 패턴을 형성함으로써, 공정 비용과 시간이 절약될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 침적식 렌즈 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 이형필름을 이용하는 종래의 침적식 렌즈 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a내지 도 6f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반구형(dome-type) 렌즈 및 분화구형(crater-type) 렌즈가 도시된 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 5a내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게, 도 5a내지 도 5e는 엘이디 패키지용 렌즈 중 반구형(dome-type) 렌즈를형성하는 방법을 순차적으로 도시한다.
먼저, 도 5a에도시된 바와 같이, 마스터(110)을 준비한다. 이때, 마스터(110)의 일면은 원형 패턴이 볼록하게 형성된다. 또한, 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 원형 패턴이 오목하게 형성된 몰드(120)를 제작한다.
보다 상세하게 설명하면, 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터(110) 일면에 폴리다이메틸실록세인(PDMS: polydimethylsiloxane)를 스핀 코팅하여 원형 패턴이 오목하게 형성된 폴리다이메틸실록세인 성분의 몰드(120)를 제작한다.
또한, 스핀코팅 (spin coating)은 코팅할 물질인 용액이나 액체를 기질 상부에 떨어뜨리고 고속으로 회전시켜 얇게 퍼지게 하는 코팅 방법으로, 전자 제품 소자의 제조 공정에 많이 이용된다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 기판(140)이 제공된다. 또한, 몰드(120)에서 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막(130)을 형성한다.
보다 상세하게, 제작된 몰드(120)에서 원형 패턴이 오목하게 형성된 면에 퍼플로로데실메타크릴레이트(FDMA: 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate)을 스핀 코팅하여 폴리 퍼플로로데실메타크릴레이트(PFDMA: poly 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate) 성분의 박막(130)을 형성한다. 상기퍼플로로데실메타크릴레이트(PFDMA)는 소수성이며, 불소 중합체(fluoropolymer)이다.
퍼플로로데실메타크릴레이트(FDMA) 대신, 고불소화 용제에 용해되어 박막의 형성이 가능한 일반적인 고불소화 고분자 재료가 이용될 수 있다. 고불소화 고분자 재료의 예로는, 퍼플로로알킬 메타크리레이트(Perfluoroalkyl methacrylate) 의 단독중합 고분자, 적정량의 비불소화 단량체를 퍼플로로알킬 메타크리레이트 (Perfluoroalkyl methacrylat)와 공중합하여 고불소화 용제에의 용해성을 확보한 공중합 고분자, 상용화되어 있는 비결정성 고분자재료, CYTOP 및 TEFLON AF 등이 있다.
이때, 상기 오목하게 형성된 원형 패턴은 제작하려는 엘이디 패키지용 렌즈의 직경과 동일한 원형 패턴일 수 있다.
다음으로, 도 5c를 참조하면, 도 5b에서 형성된 박막(130)을 기판(140) 상부로 전사하여 몰드(120)의 오목한 원형 패턴과 동일한 원형 패턴이 기판(140) 상부에 형성된다.
보다 상세하게, 기판(140) 상부에 도 5b에서 형성된 몰드(120)의 볼록한 부분의 박막(130)을 접촉시켜 몰드(120)에서 볼록한 부분의 박막(130)이 기판(140) 상부로 전사되도록 한다.
따라서, 몰드(120)에서 볼록한 부분의 박막(130)이 기판(140) 상부로 전사되어,기판(140) 상부에 오목한 원형 패턴이 형성된다. 즉, 기판(140) 상부에서 오목한 원형 패턴을 제외한 나머지 부분에만전사된 박막(130)이 형성되도록 한다.
이때, 기판(140)은 실리콘, 유리, 세라믹 등과 같은 무기기판일 수 있으며, 박막(130)의 두께는 500nm이하이다.
다음으로, 도 5d를 참조하면, 기판(140) 상부에 형성된 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머(150)를 디스펜싱(dispensing) 한 후 경화(curing)시킨다. 상기 렌즈 형성용 폴리머(150)는 표면장력을 가지고 있으므로, 디스펜싱한 렌즈 형성용 폴리머(150)가 렌즈 형태를 유지하도록 할 수 있다.
이때, 렌즈 형성용 폴리머(150)에는 불소(fluorine)가 함유되지 않아야한다. 이는, 하술되는 기판(110) 상부의 박막(130) 제거 과정에서, 불소(fluorine)가기판(110) 상부의박막(130)를 제거하는 용매와 직교성(orthogonality)을 가지고 있기 때문이다.
또한, 경화 방법은 UV경화(UV-Curing) 및 열 경화(heat curing)를 이용할 수 있다. UV 경화란 자외선을 이용한 경화로써, 자외선의 강한 에너지가 화학 반응을 개시시킴으로써 순간적으로 경화를 시키는 것을 의미한다. UV 경화는 단시간에 경화가 가능함으로 생산성이 향상되고, 열경화에 비해 에너지 손실이 적으나, 비용손실이 크다. 열경화란 열을 이용한 경화로써, UV경화에 비해 비용손실이 적이나, 소요되는 경화 시간이 길다.
도 5e를 참조하면, 기판(140) 상부로 전사된 박막(130)을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성한다.
보다 상세하게, 기판(140) 상부에 전사된 박막(130)을 용매를 이용하여 제거하며, 이를 통해 완성된 렌즈를 제조할 수 있다. 이때, 박막(130)를 제거하는 용매는 HFE(methoxynonafluorobutane)용매이며, 불소계 용매이다. 또한, HFE 용매는 불소가 함유되지 않은 폴리머에 직교성(orthogonality)을 가진다. 따라서, 불소가 함유되지 않은 폴리머로 렌즈를 형성한 본 발명의 엘이디 패키지용 렌즈는 용매에 영향을 받지 않으면서, 박막(130)을 제거할 수 있다. 또한, 도 5e에서 완성된 렌즈는 반구형 렌즈일 수 있다.
이 때, 불소계 용매는, 하이드로플로로에테르(Hydrofluoroethers), 수화불화탄소(Hydrofluorocarbons), 과불소화탄소(Perfluorocarbon) 및 고불소화방향족용제(highly fluorinated aromatic solvents)를 포함할 수 있다.
도 6a내지 도 6f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게, 도 6a내지 도 6f는 엘이디 패키지용 렌즈 중 분화구형(crater-type) 렌즈를 형성하는 방법을 순차적으로 도시한다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 마스터(110)을 준비한다. 이때, 마스터(110)의 일면은 원형 패턴이 볼록하게 형성된다. 또한, 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 원형 패턴이 오목하게 형성되는 몰드(120)를 제작한다.
보다 상세하게 설명하면, 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터(110) 일면에 폴리다이메틸실록세인(PDMS: polydimethylsiloxane)를 스핀 코팅하여 원형 패턴이 오목하게 형성된 폴리다이메틸실록세인 성분의 몰드(120)를 제작한다.
또한, 스핀코팅 (spin coating)은 코팅할 물질인 용액이나 액체를 기질 상부에 떨어뜨리고 고속으로 회전시켜 얇게 퍼지게 하는 코팅 방법으로, 전자 제품 소자의 제조 공정에 많이 이용된다.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 기판(140)이 제공된다. 또한, 몰드(120)에서 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막(130)을 형성한다.
보다 상세하게, 제작된 몰드(120)에서 원형 패턴이 오목하게 형성된 면에 퍼플로로데실메타크릴레이트(FDMA: 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate)을 스핀 코팅하여 폴리 퍼플로로데실메타크릴레이트(PFDMA: poly 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate) 성분의 박막(130)을 형성한다.
이때, 상기 오목하게 형성된 원형 패턴은 제작하려는 엘이디 패키지용 렌즈의 직경과 동일한 원형 패턴일 수 있다.
다음으로, 도 6c를 참조하면, 도 6b에서 형성된 박막(130)을 기판(140) 상부로 전사하여 몰드(120)의 오목한 원형 패턴과 동일한 원형 패턴이 기판(140) 상부에 형성된다.
보다 상세하게, 기판(140) 상부에 도 6b에서 형성된 몰드(120)의 패턴되지 않은 부분(볼록한 부분)의 박막(130)을 접촉시켜 몰드(120)에서 패턴 되지 않은 부분의 박막(130)이 기판(140) 상부로 전사되도록 한다.
즉, 기판(100) 상부로 오목한 원형의 패턴이 형성되며, 오목한 원형 패턴을 제외한 나머지 부분에 박막(130)이 형성된다.
이때, 기판(140)은 실리콘, 유리, 세라믹 등과 같은 무기기판일 수 있으며, 박막(130)의 두께는 500nm이하이다.
다음으로, 도 6d를 참조하면, 기판(140) 상부에 형성된 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머(150)를 디스펜싱(dispensing)한다. 상기 렌즈 형성용 폴리머(150)는 표면장력을 가지고 있으므로, 디스펜싱한 렌즈 형성용 폴리머(150)가 렌즈 형태를 유지하도록 할 수 있다.
이때, 렌즈 형성용 폴리머(150)에는 불소(fluorine)가 함유되지 않아야 한다. 이는, 하술되는 기판(110) 상부의 박막(130) 제거 과정에서, 불소(fluorine)가 기판(110) 상부의 박막(130)를 제거하는 용매와 직교성(orthogonality)을 가지고 있기 때문이다.
도 6e를 참조하면, 디스펜싱 된 렌즈 형성용 폴리머(150)를 엠보싱 처리 장치(160)을 이용하여 엠보싱 처리(embossing process)한 후 경화시킨다. 이는, 분화구형 렌즈를 형성하기 위한 추가적인 공정이다.
이때, 경화 방법은 UV경화(UV-Curing) 및 열 경화(heat curing)를 이용할 수 있다. UV 경화란 자외선을 이용한 경화로써, 자외선의 강한 에너지가 화학 반응을 개시시킴으로써 순간적으로 경화를 시키는 것을 의미한다. UV 경화는 단시간에 경화가 가능함으로 생산성이 향상되고, 열경화에 비해 에너지 손실이 적으나, 비용손실이 크다. 열경화란 열을 이용한 경화로써, UV경화에 비해 비용손실이 적이나, 소요되는 경화 시간이 길다.
도 6f를 참조하면, 기판(140) 상부로 전사된 박막(130)을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성한다.
보다 상세하게, 기판(140) 상부에 전사된 박막(130)을 용매를 이용하여 제거하며, 이를 통해 완성된 렌즈를 제조할 수 있다. 이때, 박막(130)를 제거하는 용매는 HFE 용매이며, HFE 용매는 불소가 함유되지 않은 폴리머에 직교성(orthogonality)을 가진다. 따라서, 불소가 함유되지 않은 폴리머로 렌즈를 형성한 본 발명의 엘이디 패키지용 렌즈는 용매에 영향을 받지 않으면서, 박막(130)을 제거할 수 있다. 또한, 도 6e 에서 완성된 렌즈는 분화구형 렌즈일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반구형(dome-type) 렌즈 및 분화구형(crater-type) 렌즈가 도시된 도면이다.
도 7을 참조하면, 반구형렌즈(710)는 기판(110) 상부에 렌즈 형성용 폴리머(140)가 반구형으로 경화된 렌즈를 나타낸다. 또한, 분화구형 렌즈(720)는 기판(110) 상부에 렌즈 형성용 폴리머(140)가 분화형으로 경화된 렌즈를 나타낸다. 이때, 렌즈의 높이(h)는 0.4mm 내지 1.4mm일 수 있다.
반구형 렌즈(710)는 강도(intensity)를 강화시키기 위해 사용될 수 있으며, 분화구형 렌즈(720)는 뷰(view) 각도를 향상시키기 위해 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 엘이디칩
20: 기판
30: 금형
32: 동공
40: 수지
50: 이형필름
110: 마스터
120: 몰드
130: 박막
140: 기판
150: 렌즈 형성용 폴리머
160: 엠보싱 처리 장치
610: 반구형 렌즈
620: 분화구형 렌즈

Claims (14)

  1. 기판를 제공하는 단계;
    상기 기판 상부에 전사될 박막을 형성하기 위해 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된몰드를 제작하는 단계;
    상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막을 형성하는 단계;
    상기 형성된 박막을 상기 기판 상부로 전사하여 상기 몰드의 오목한 원형 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 단계;
    상기 기판 상부에 형성된 상기 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머를디스펜싱한 후 경화시키는 단계; 및
    상기 기판 상부로 전사된 박막을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성하는 단계
    를 포함하는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 500nm이하인 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 몰드를 제작하는 단계는,
    상기 마스터의 일면에 폴리다이메틸실록세인(PDMS: polydimethylsiloxane)를 스핀 코팅하여 폴리다이메틸실록세인 성분의 몰드를 제작하는패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    박막을 형성하는 단계는,
    상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면에 퍼플로로데실메타크릴레이트(FDMA: 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate)을 스핀 코팅하여 폴리 퍼플로로데실메타크릴레이트(PFDMA: poly 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate) 성분의 박막을 형성하는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈 형성용 폴리머는 불소가 함유되지 않은 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 용매는 HFE용매인 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 경화는 UV 경화 또는 열 경화인 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  8. 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상부에 전사될 박막을 형성하기 위해 원형 패턴이 볼록하게 형성된 마스터의 일면을 스핀 코팅하여 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 몰드를 제작하는 단계;
    상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면을 스핀 코팅하여 박막을 형성하는 단계;
    상기 형성된 박막을 상기 기판 상부로 전사하여 상기 몰드의오목한 원형 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 단계;
    상기 기판 상부에 형성된 상기 오목한 원형 패턴에 렌즈 형성용 폴리머를 디스펜싱 하는 단계;
    상기 디스펜싱된 렌즈 형성용 폴리머를 엠보싱 처리 장치를 이용하여 엠보싱 처리한 후 경화시키는 단계; 및
    상기 기판 상부로 전사된 박막을 용매로 제거하여 엘이디 패키지용 렌즈를 형성하는 단계
    를 포함하는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 500nm이하인 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 몰드를 제작하는 단계는,
    상기 마스터의 일면에 폴리다이메틸실록세인(PDMS: polydimethylsiloxane)를 스핀 코팅하여 폴리다이메틸실록세인 성분의 몰드를 제작하는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    박막을 형성하는 단계는,
    상기 제작된 몰드에서, 상기 원형 패턴이 오목하게 형성된 면에 퍼플로로데실메타크릴레이트(FDMA: 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate)을 스핀 코팅하여 폴리 퍼플로로데실메타크릴레이트(PFDMA: poly 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate) 성분의 박막을 형성하는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 렌즈 형성용 폴리머는 불소가 함유되지 않는 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 용매는 HFE용매인 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 경화는 UV 경화 또는 열 경화인 패턴된 소수성 박막을 이용한 엘이디 패키지용 렌즈 형성 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108231983A (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 杭州迅盈光电科技有限公司 一种led封装用封装系统
WO2022155944A1 (zh) * 2021-01-25 2022-07-28 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置
DE102022116832A1 (de) 2022-07-06 2024-01-11 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000043054A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Canon Inc マイクロ構造体、マイクロレンズ及びその作製方法
JP2006150773A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Seiko Epson Corp 光学部材の製造方法、および、その製造装置
JP2006264253A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Sharp Corp レンズ形成方法およびレンズ形成装置
KR101127227B1 (ko) * 2010-02-25 2012-03-29 인하대학교 산학협력단 복층 구조를 가진 마이크로 렌즈 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000043054A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Canon Inc マイクロ構造体、マイクロレンズ及びその作製方法
JP2006150773A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Seiko Epson Corp 光学部材の製造方法、および、その製造装置
JP2006264253A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Sharp Corp レンズ形成方法およびレンズ形成装置
KR101127227B1 (ko) * 2010-02-25 2012-03-29 인하대학교 산학협력단 복층 구조를 가진 마이크로 렌즈 제조 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108231983A (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 杭州迅盈光电科技有限公司 一种led封装用封装系统
CN108231983B (zh) * 2017-12-26 2019-11-12 浦江赛尔工艺有限公司 一种led封装用封装系统
WO2022155944A1 (zh) * 2021-01-25 2022-07-28 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置
CN115136315A (zh) * 2021-01-25 2022-09-30 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置
CN115136315B (zh) * 2021-01-25 2023-12-29 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置
DE102022116832A1 (de) 2022-07-06 2024-01-11 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements

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