KR101998672B1 - 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법 - Google Patents

완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101998672B1
KR101998672B1 KR1020160184014A KR20160184014A KR101998672B1 KR 101998672 B1 KR101998672 B1 KR 101998672B1 KR 1020160184014 A KR1020160184014 A KR 1020160184014A KR 20160184014 A KR20160184014 A KR 20160184014A KR 101998672 B1 KR101998672 B1 KR 101998672B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
pattern
seed
metal
microlens array
Prior art date
Application number
KR1020160184014A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180078827A (ko
Inventor
황규환
이정훈
김종길
이찬희
서정철
Original Assignee
주식회사 세코닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 세코닉스 filed Critical 주식회사 세코닉스
Priority to KR1020160184014A priority Critical patent/KR101998672B1/ko
Publication of KR20180078827A publication Critical patent/KR20180078827A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101998672B1 publication Critical patent/KR101998672B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • B29C33/3878—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts used as masters for making successive impressions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278—Lenticular sheets
    • B29D11/00298—Producing lens arrays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/04—Wires; Strips; Foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/10—Moulds; Masks; Masterforms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C2033/385—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by laminating a plurality of layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • B29C2033/3864—Spraying at least one layer to create the mould

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로렌즈어레이를 제조하기 위한 마스터 몰드에 관한 것으로서, 기재필름 상에 포토레지스트층을 코팅하는 제1단계와, 상기 포토레지스트층 상부 또는 하부에 포토마스크를 위치시켜 포토리소그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트층을 패터닝하여, 상기 기재필름 상에 마이크로렌즈어레이 패턴에 대응하는 시드패턴이 형성된 시드몰드를 제조하는 제2단계와, 상기 시드몰드를 이용하여 무전해도금에 의해 상기 마이크로렌즈어레이 패턴을 제조할 수 있는 금속패턴이 형성된 금속몰드를 제조하는 제3단계 및 상기 금속몰드의 금속패턴 상에 무전해도금 또는 전주도금에 의해 상기 금속패턴 간을 충진시키는 충진막을 형성하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법 및 그 마스터 몰드를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 다양한 형태의 마스크패턴으로부터 금속몰드 및 마스터 몰드에 다양한 패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 패턴 간을 연결시키는 충진막을 전해도금 또는 무전해도금으로 형성하여 정밀도 및 재현성이 우수한 마스터 몰드를 제공하여 마이크로렌즈어레이 충진율(fill factor)이 100%를 만족하게 되어, 마이크로렌즈어레이의 휘도 및 광학적 성능 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

Description

완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법{Manufacturing method of MLA pattern master mold with 100% fill-factor}
본 발명은 마이크로렌즈어레이를 제조하기 위한 마스터 몰드에 관한 것으로서, 충진율(fill factor)이 100%를 만족하여, 마이크로렌즈어레이의 휘도 및 광학적 성능 향상을 도모할 수 있는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법 및 그 마스터 몰드에 관한 것이다.
최근의 면광원의 개발 추이를 살펴보면, 슬림화 및 저전력화를 기본으로 엘이디(LED) 램프를 적용한 직하 및 엣지형 백라이트 어셈블리의 개발이 활발하다.
기존의 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)을 대체하여 주목받고 있는 엘이디(LED)는 강한 점광원으로써, 안정적인 수명과 저전력화에는 적합하지만, TV나 모니터 등 기타 면광원 소재에서 보면 점광원의 형태를 나타내어, 이를 다시 전체적으로 고른 빛을 나타내야 하는 면광원으로 바꾸는데 어려운 점이 있다.
통상, 엘이디를 디스플레이 전면에 균일한 밝기를 나타낼 수 있는 면광원으로 바꾸어 주기 위해 확산판 및 패턴도광판을 적용하고 있는 실정이다.
최근에는 렌즈 어레이가 형성된 광학필름이 개발되어, 렌즈 어레이 광학필름과, 도광판 및 확산판이 함께 사용되어 확산기능, 측면의 휘선차폐 및 정면 집광 기능을 수행하도록 하고 있다.
그러나, 이러한 렌즈 어레이 광학필름은 렌즈의 원형 구조상 중심 휘도값이 낮다는 단점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의하여 선출원된 공개특허 10-2011-92372호에 의하면, 중심휘도값을 향상시키고, 개구율 조절에 따라 광학필름의 정면휘도 및 차폐력 조절을 쉽게 할 수 있는 광학필름이 개시되어 있다.
그러나, 상기 공개특허는 렌즈가 원형의 구조이기 때문에, 패턴 간 빈 공간이 형성되어 완전히 균일한 광분포가 이루어지지 않고, 본래의 광원이 갖는 휘도값의 손실이 많은 단점이 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 본 출원인에 의하여 출원(출원번호 10-2011-0096921호)된 "광학필름 제조방법"에 의하면 기재층의 일면 상에 형성된 복수의 광학패턴과 상기 광학패턴 사이의 공간에 형성되어 휘도값 손실을 최소화하기 위한 산란패턴이 형성한 기술이 있다.
또한, 다른 기술로 "비정형 패턴을 갖는 광학필름 및 그 제조방법"(출원번호 10-2012-0091641호)에 의하면 기재층의 일면 또는 양면에 크기 또는 배열이 불규칙한 다각형 광학패턴을 형성함으로써, 패턴의 밀집도를 최대화하여 휘도를 향상시키고자 한 기술이 있다.
그러나, 상기 종래 기술에서의 산란패턴의 형성이 광경화성 수지의 감광성, 조사되는 자외선의 광도 및 광량, 현상액의 농도 및 종류의 조절을 통해 산란패턴의 크기 및 밀도를 조절하는 것으로서, 이러한 조건들은 산란패턴의 재현성이 떨어져 동일한 품질의 광학필름을 제공하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 종래 기술에서의 비정형 패턴을 구현하더라도, 비정형 패턴 사이에 빈 공간이 여전히 존재하여 휘도 개선을 위해서는 부족한 점이 있으며, 이러한 문제점을 개선하기 위해 마이크로렌즈의 충진율(fill factor)을 최대한 크게 하기 위한 많은 연구가 시행되고 있다.
한편, Light field 3D 기술은 외부적인 장치 즉 예를 들면 편광안경 등과 같은 외적인 기구물을 이용한 방식과, 다른 하나는 외부적인 기구물을 사용하지 않고 자체적으로 3D를 생성하는 방식으로 나눌 수 있다.
후자의 경우 Parallax Barrier와 마이크로렌즈 등을 이용하여 3D를 구현할 수 있다. 현재의 발전된 포토리소그래피 패턴 기술의 이용으로 무안경의 더욱 실감나는 3D를 가능케 한다.
Parallax Barrier 방식은 필터를 투명하게 만들 수도 있기 때문에 2D/3D간 변환이 쉽고 양산성도 좋아 현재 주류방식으로 사용되고 있지만, 눈의 피로, 휘도 저하, Crosstalk 문제, 좁은 시야각의 이유로 특정한 위치에서만 3D영상을 감상할 수 있다는 단점이 있다.
이러한 Parallax barrier 방식을 개선하기 위하여 Lenticular 기술이 적용될 수 있으며 이 마이크로렌즈는 빛을 특정한 방향으로 전환시켜 왼쪽/오른쪽의 서로 다른 눈으로 다른 이미지를 보내주는 역할을 하는 것으로, 정제된 렌즈를 일정하게 배열하여 보는 사람의 각도에 따라 그림이 표현되는 방식이다.
그러나, Lenticular 방식 또한 사용자가 일정한 위치 내에서 있어야 최대의 3D를 얻을 수 있다. 더 나아가 초점과 관찰자의 초점 조절의 불일치는 눈의 피로를 일으킨다. 심도가 클수록 눈의 피로는 더욱 가중되게 된다.
이러한 한계를 극복하기 위하여, 최근에는 Full parallax(multi-view & Integral imaging) 방식에 대한 연구가 활발하며, 무안경식 3D 디스플레이 기술에서 가장 기대되는 기술로, 수평 시차뿐 아니라 수직 시차도 제공하여, 일정한 시야각 내에서는 자연스럽고 연속적인 시점을 가지는 3차원 영상을 표시할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 Full parallax 방식에서, 심도 및 효율, 최대의 3D 효과를 내기 위해서는 마이크로렌즈의 충진율(fill factor)을 최대한 크게 하는 것이 가장 중요하다.
한편, 이러한 마이크로렌즈 어레이가 형성된 광학필름의 형성은 일반적으로 기재필름 표면에 감광성 수지층을 코팅하고, 상기 감광성 수지층 상부 또는 하부에 포토마스크를 위치시켜 자외선 조사에 의해 상기 감광성 수지층을 경화시키고 현상하여 기재필름 상에 양각 또는 음각의 마스터 패턴이 형성된 마스터 필름을 먼저 형성하고, 상기 마스터 필름 상에 자외선 경화수지를 사용하여 광학패턴이 형성된 광학필름을 제조하게 된다.
이러한 광학필름의 제조에서는 일반적으로 마스터 필름을 선행하여 제작하고 있으며, 상기 마스터 필름을 이용하여 롤투롤 공정이나 임프린팅 공정 등을 이용하여 광학필름을 제조하고 있다.
여기에서 광학패턴의 크기, 형태나 밀집도, 충진율 등은 마스터 필름의 마스터 패턴의 의존하게 되므로, 휘도 개선을 위한 밀집도 향상을 위해서는 마스터 필름에 대한 연구가 먼저 이루어져야 한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 충진율(fill factor)이 100%를 만족하여, 마이크로렌즈어레이의 휘도 및 광학적 성능 향상을 도모할 수 있는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법 및 그 마스터 몰드의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기재필름 상에 포토레지스트층을 코팅하는 제1단계와, 상기 포토레지스트층 상부 또는 하부에 포토마스크를 위치시켜 포토리소그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트층을 패터닝하여, 상기 기재필름 상에 마이크로렌즈어레이 패턴에 대응하는 시드패턴이 형성된 시드몰드를 제조하는 제2단계와, 상기 시드몰드를 이용하여 무전해도금에 의해 상기 마이크로렌즈어레이 패턴을 제조할 수 있는 금속패턴이 형성된 금속몰드를 제조하는 제3단계 및 상기 금속몰드의 금속패턴 상에 무전해도금 또는 전주도금에 의해 상기 금속패턴 간을 충진시키는 충진막을 형성하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법 및 그 마스터 몰드를 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 시드몰드는, 상기 포토레지스트층의 종류에 따라 양각 또는 음각의 시드패턴이 형성된 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 시드몰드가 양각의 시드패턴을 갖는 경우에 상기 제3단계는, 상기 시드몰드를 이용하여 상기 시드패턴에 대응되는 음각 금속패턴을 가지는 1차금속몰드를 제조하고, 상기 1차금속몰드를 이용하여 상기 시드패턴에 대응되는 양각 금속패턴을 갖는 2차금속몰드를 제조하는 것이 바람직하며, 상기 2차금속몰드는, 무전해도금 또는 전주도금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시드패턴은, 다각형, 반구형, 타원형 및 프리즘형 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 형태인 것이 바람직하며, 또한, 상기 시드패턴은, 상기 다각형, 반구형, 타원형 및 프리즘형 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 형태의 패턴이 육각형태로 배열 또는 사각형태로 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시드몰드는, 마이크로렌즈어레이 패턴에 따라 레진임프린팅 공정을 더 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기재필름은, 글라스, 실리콘, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 아크릴, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타아크릴레이트 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 무전해도금 또는 전주도금은, 니켈, 구리, 이들의 합금 중 어느 하나의 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 다양한 형태의 마스크패턴으로부터 금속몰드 및 마스터 몰드에 다양한 패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 패턴 간을 연결시키는 충진막을 전해도금 또는 무전해도금으로 형성하여 정밀도 및 재현성이 우수한 마스터 몰드를 제공하는 효과가 있다.
또한, 이러한 마스터 몰드를 이용하여 마이크로렌즈어레이를 제조하면, 마이크로렌즈어레이 쉬트에서 마이크로렌즈어레이 충진율(fill factor)이 100%를 만족하게 되어, 마이크로렌즈어레이의 휘도 및 광학적 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.
또한, 충진율(fill factor) 100%를 만족하는 마이크로렌즈어레이를 이용하여 Light field 3D 기술을 위한 Full parallax 방식에 적용함으로써, 심도 및 효율, 3D 효과를 개선시킬 수 있게 된다.
도 1 - 본 발명에 따른 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법에 대한 모식도.
도 2 - 본 발명의 일실시예에 의해 제조된 포토마스크(도 2(a)) 및 금속몰드(도 2(b))에 대한 모식도.
도 3 - 도 2의 실시예에 따라 제조된 마스터 몰드를 나타낸 도.
도 4(a) - 본 발명의 다른 실시예로 포토마스크의 마스크패턴은 원형이고, 그 배열 형태가 사각형을 이루는 도, 도 4(b) - 도 4(a)를 이용하여 제작한 금속몰드의 금속패턴을 나타낸 모식도.
도 5(a) - 본 발명의 다른 실시예로 크기가 서로 다른 원형 마스크패턴을 갖는 포토마스크를 나타낸 도, 도 5(b) - 도 5(a)를 이용하여 제작한 금속몰드의 금속패턴을 나타낸 모식도.
본 발명은 마이크로렌즈어레이를 제조하기 위한 마스터 몰드에 관한 것으로서, 충진율(fill factor)이 100%를 만족하여, 마이크로렌즈어레이의 휘도 및 광학적 성능 향상을 도모할 수 있는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드를 제공하고자 하는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법에 대한 모식도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법은, 기재필름 상에 포토레지스트층을 코팅하는 제1단계와, 상기 포토레지스트층 상부 또는 하부에 포토마스크를 위치시켜 포토리소그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트층을 패터닝하여, 상기 기재필름 상에 마이크로렌즈어레이 패턴과 동일한 시드패턴이 형성된 시드몰드를 제조하는 제2단계와, 상기 시드몰드를 이용하여 무전해도금에 의해 상기 마이크로렌즈어레이 패턴을 제조할 수 있는 금속패턴이 형성된 금속몰드를 제조하는 제3단계 및 상기 금속몰드의 금속패턴 상에 무전해도금 또는 전주도금에 의해 상기 금속패턴 간을 충진시키는 충진막을 형성하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 충진율(fill factor)은 본 발명에 따른 마스터 몰드 전 영역에 대해 마이크로렌즈어레이 패턴이 차지하는 면적의 비율을 의미하는 것으로서, 최종적으로 마스터 몰드를 이용하여 제조되는 마이크로렌즈어레이 쉬트의 경우 마이크로렌즈어레이 쉬트 전영역에 대해 마이크로렌즈어레이 패턴이 차지하는 비율이 되는 것이다.
본 발명에서의 충진율은 완전 충진율로 충진율 100%인 것을 특징으로 하며, 마스터 몰드의 전면을 마이크로렌즈어레이 패턴이 차지하게 되는 것으로, 마이크로렌즈어레이 쉬트의 휘도 및 광학적 성능을 향상시키도록 하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법은 먼저, 기재필름 상에 포토레지스트층을 코팅한다(제1단계).
상기 기재필름은 포토레지스트의 종류에 따라 투명 또는 불투명한 재질을 사용할 수 있다. 즉, negative 포토레지스트의 경우 투명한 재질을, positive 포토레지스트의 경우에는 투명 또는 불투명한 재질을 사용할 수 있다.
일실시예로, negative 포토레지스트를 사용하는 겨우, 포토리소그라피 공정시 광이 투과될 수 있도록 투명한 재질을 사용하며, 또한 롤투롤 공정이 가능하도록 폴리머 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 기재필름은 투명 또는 불투명한 재질로, 글라스, 실리콘, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 아크릴, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타아크릴레이트 중 어느 하나를 사용한다.
특히 본 발명의 일실시예로 가격이 저렴하고 투명성, 내구성 및 가공성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용한다.
이러한 기재 필름 상에 포로리소그라피에 의한 패터닝 공정을 수행하기 위해 포토레지스트층을 코팅하며, 코팅방법은 공지된 방법에 따른다.
상기 포토레지스트층은 작업 환경이나 패턴의 형태 등에 따라 positive 또는 negative 포토레지스트를 사용할 수 있으며, 이에 따라 시드몰드의 시드패턴의 형태도 마이크로렌즈어레이 패턴에 대해 음각 또는 양각으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 포토레지스트층 상부 또는 하부에 포토마스크를 위치시키고, 상기 포토레지스트층을 패터닝하는 포토리소그라피 공정을 수행하여, 상기 기재필름 상에 마이크로렌즈어레이 패턴에 대응하는 시드패턴이 형성된 시드몰드를 제작한다(제2단계).
즉, 본 발명에 따른 시드몰드는 시드패턴 및 기재필름이 모두 폴리머 재질로 형성되어 소프트 몰드를 제공하게 되며, 상기 소프트 몰드는 후술할 공정에서 이형이 용이하게 일어나도록 하면서, 롤투롤과 같은 연속 공정이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 일실시예로 도시된 바에 의하면, 기재필름 상에 포토레지스트층을 코팅하고, 포토레지스트층 하부에 포토마스크를 위치시키고, 포토마스크 측에서 자외선을 조사하면, 자외선이 조사된 부분은 경화되고, 조사되지 않은 부분은 미경화된 상태로 남게 된다(negative).
여기에서, 본 발명의 일실시예에 따른 경화방식은 기재필름 및 포토레지스트층과 포토마스크 사이에 광원의 경로(각도), 세기, 반응속도 등을 조절하기 위한 제어층이 더 형성될 수 있으며, 그 외에도 광경화성 포토레지스트층의 감광성, 현상액의 농도 및 종류, 마스크패턴의 간격, 형상, 크기 등의 조절을 통해 포토레지스트층 내부의 경화되는 부분 또는 경화되지 않는 부분의 영역을 조절할 수 있도록 한다.
도 1에 도시된 부분은 포토마스크의 마스크 패턴에 의해 가려진 영역에 의해 반원형(Hemispheric pattern) 영역만 경화가 발생하지 않고 그 외의 영역에서는 경화가 이루어져 현상과정을 거치게 되면 음각패턴이 형성된 베이스몰드가 1차적으로 형성되게 된다.
여기에서 베이스몰드로 사용하고자 할 경우에는 기재필름에 대한 특별한 제한은 없으며, 유무기 기판 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 유리, 실리콘 웨이퍼 등 모두 사용할 수 있다.
상기 베이스몰드는 마이크로렌즈어레이의 패턴에 따라 그 자체로 시드몰드가 될 수도 있고, 아니면, 역상의 마이크로렌즈어레이 패턴을 형성하고자 하는 경우에는, 상기 베이스몰드 상의 음각패턴을 완전 경화시킨 후, 도시된 바와 같이, 기재필름 상에 포토레지스트층을 한 번 더 형성하고, 상기 포토레지스트층을 마이크로렌즈어레이 패턴에 따라 레진임프린팅 공정을 더 수행할 수 있다. 여기에서 기재필름은 소프트 몰드 제작을 위해 상술한 폴리머 재질이 바람직하다.
즉, 포토레지스트층의 종류나 마이크로렌즈어레이 패턴에 따라 레진임프린팅 공정을 수행하지 않을 수도 있으며, 최종 시드몰드 제작을 위해 레진임프린팅 공정을 한 번 더 거침으로서 양각 또는 음각패턴의 시드패턴을 갖도록 할 수도 있다.
이와 같이 상기 시드패턴은 마이크로렌즈어레이 패턴에 대응하여 양각 또는 음각으로 형성될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같이 상기 포토레지스트층의 종류에 따라 결정되게 되며, 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예로, 상기 시드패턴은 마이크로렌즈어레이 패턴과 동일한 양각 패턴으로 형성된 것을 도시하였다.
한편, 본 발명에 따른 포토리소그라피 공정에 의하면, 상기 시드패턴의 형태를 다양하게 형성시킬 수 있다. 예컨대, 다각형, 반구형, 타원형 및 프리즘형 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 형태 또는 이들 패턴의 일부가 병합된 형태일 수 있다.
또한, 이러한 다각형, 반구형, 타원형 및 프리즘형 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 형태의 패턴이 육각형태로 배열되거나 사각형태로 배열될 수 있다.
이러한 패턴의 형태 및 배열 형태는 마이크로렌즈어레이의 신뢰성 및 광학 특성 향상을 위한 효율적인 배열에 따른다.
그리고, 상기 시드몰드를 이용하여 무전해도금에 의해 상기 마이크로렌즈어레이 패턴을 제조할 수 있는 금속패턴이 형성된 금속몰드를 제조한다(제3단계).
즉, 상기 시드몰드는 폴리머 재질이므로, 무전해도금에 의해 시드몰드로부터 금속패턴이 형성된 금속몰드를 제조할 수 있다. 상기 금속몰드는 강도가 우수하며, 마스터몰드로의 제작시 내구성이 우수한 특징이 있다.
본 발명에서의 무전해도금은 니켈, 구리, 이들의 합금 중 어느 하나의 재료로 상기 시드몰드 상에 형성하며, 일실시예로 내식성 및 표면 경도 면에서 보다 우수한 니켈 또는 니켈 합금을 무전해도금 금속으로 사용한다.
상기 무전해도금은 공지된 방법에 의해 진행되며, 일반적으로 탈지, 수세, 금속활성화, 수세, 산세, 수세, 도금 등의 공정에 의해 진행된다. 일실시예로 무전해도금을 위한 니켈도금액으로 황산니켈 또는 염화니켈로 니켈이온을 공급하고, 차아인산나트륨과 같은 환원제 등을 사용하여 상기 시드몰드에 니켈이 도금되도록 한다.
일정 시간동안 무전해도금을 실시하여 시드몰드 상에 일정 두께로 도금이 완료되면, 시드몰드로부터 도금된 부분을 떼어내어 마이크로렌즈어레이 패턴을 제조할 수 있는 금속패턴이 형성된 금속몰드를 제조하게 된다. 이에 의해, 상기 금속패턴은 시드몰드의 시드패턴에 대해서 역상의 음각 또는 양각패턴으로 형성된다.
한편, 상기 시드몰드가 양각의 시드패턴을 갖는 경우에는 상기 시드몰드를 이용하여 상기 시드패턴에 대응되는 음각 금속패턴을 가지는 1차금속몰드를 제조하고, 상기 1차금속몰드를 이용하여 상기 시드패턴에 대응되는 양각 금속패턴을 갖는 2차금속몰드를 제조할 수 있다.
이는 포토레지스트층의 종류나 최종 마이크로렌즈어레이의 형태에 따라 복수의 금속몰드 제조공정을 반복할 수 있으며, 상기 1차금속몰드에서 2차금속몰드로의 제조는 금속 표면에 도금을 실시하는 것으로 무전해도금 또는 전주도금으로 이루어질 수 있다.
상기 무전해도금 또는 전주도금은 공지된 방법에 의해 진행되며, 상기 1차금속몰드 표면에 부동태처리를 실시한 후 수행함으로써, 1차금속몰드를 보호하고, 1차금속몰드에서 2차금속몰드의 이형이 잘 이루어지도록 한다.
그리고, 상기 금속몰드(2차금속몰드)의 금속패턴 상에 무전해도금 또는 전주도금에 의해 상기 금속패턴 간을 충진시키는 충진막을 형성하여 본 발명에 따른 마스터 몰드를 완성한다(제4단계).
일반적으로 상기 금속몰드 상의 금속패턴은 제조공정의 특성 상 각 금속패턴 간의 거리가 떨어져 있어, 마이크로렌즈어레이의 제조시 휘도 감소의 원인이 되고 있다.
따라서, 본 발명에 따른 충진막은 상기 금속패턴 간을 서로 연결되도록 하여 전체 마이크로어레이 쉬트에서 마이크로렌즈어레이가 차지하는 비율을 증가시켜 마이크로렌즈어레이 쉬트의 휘도 및 광학적 성능을 향상시키게 된다.
이러한 충진막의 형성을 위한 무전해도금 또는 전주도금은 금속패턴의 크기나 형태에 상관없이 미세한 영역까지 도금이 정밀하게 이루어지게 되므로, 패턴의 형태에 상관없이 100% 충진율에 의한 고품질의 마스터 몰드를 제공하게 되며, 도금 조건에 의해 도금 두께가 좌우되므로, 도금 조건의 설정에 의해 재현성이 뛰어난 마스터 몰드를 제공할 수 있게 된다.
이러한 충진막의 두께는 금속패턴 간의 간격에 따라 달라질 수 있으며, 금속패턴 간의 간격이 넓은 경우에는 이들을 충진시키기 위해 보다 두꺼운 충진막이 필요하게 되며, 금속패턴 간의 간격이 좁은 경우에는 보다 얇은 충진막이 필요하게 된다.
상기 충진막의 두께는 도금 속도와 같은 도금 조건에 따라 달라지게 되며, 동일한 도금조에서 침적되는 시간으로 도금 두께를 컨트롤 할 수 있도록 하며, 바람직하게는 상기 충진막의 두께는 30~50㎛ 정도가 되도록 한다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 의해 제조된 포토마스크(도 2(a)) 및 금속몰드(도 2(b))에 대한 모식도이고, 도 3은 도 2의 실시예에 따라 제조된 마스터 몰드를 나타낸 것이다.
도 2(a)는 포토마스크의 마스크패턴은 원형이고, 그 배열 형태가 육각형으로 배열된 것을 도시한 것이며, 이를 이용하여 제작된 금속몰드는 벌집모양과 유사한 육각형 형태의 금속패턴이 형성된다.
이러한 육각형 형태의 금속패턴을 갖는 금속몰드 상부에 니켈 무전해도금에 의해 충진막을 형성하게 되면, 도 3과 같은 충진율이 개선된 마스터 몰드를 제공하게 되는 것이다.
도 3(a)는 충진율이 70% 미만으로 충진막이 거의 형성되지 않은 경우의 마스터 몰드이고, 도 3(b)는 무전해도금 공정을 4시간 정도 실시하여 충진율이 80% 정도로 개선된 형태를 나타내 것이고, 도 3(c)는 무전해도금 공정을 6시간 정도 실시하여 충진율이 100%로 개선된 형태의 마스터 몰드의 상부 사진을 도시한 것이다.
도 4(a)는 본 발명의 다른 실시예로 포토마스크의 마스크패턴은 원형이고, 그 배열 형태가 사각형을 이루는 것으로, 도 4(b)는 이를 이용하여 제작한 금속몰드의 금속패턴을 나타낸 모식도이다.
도 5(a)는 크기가 서로 다른 원형 마스크패턴을 갖는 포토마스크를 도시한 것이며, 도 5(b)는 이를 이용하여 제작한 금속몰드의 금속패턴을 나타낸 모식도이다.
이와 같이 본 발명은 다양한 형태의 마스크패턴으로부터 금속몰드 및 마스터 몰드에 다양한 패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 패턴 간을 연결시키는 충진막을 전해도금 또는 무전해도금으로 형성하여 정밀도 및 재현성이 우수한 마스터 몰드를 제공하게 된다.
또한, 이러한 마스터 몰드를 이용하여 마이크로렌즈어레이를 제조하면, 마이크로렌즈어레이 쉬트에서 마이크로렌즈어레이 충진율(fill factor) 100%를 만족하여, 마이크로렌즈어레이의 휘도 및 광학적 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.
또한, 충진율(fill factor) 100%를 만족하는 마이크로렌즈어레이를 이용하여 Light field 3D 기술을 위한 Full parallax 방식에 적용함으로써, 심도 및 효율, 3D 효과를 개선시킬 수 있게 된다.

Claims (11)

  1. 기재필름 상에 포토레지스트층을 코팅하는 제1단계;
    상기 포토레지스트층 상부 또는 하부에 포토마스크를 위치시켜 포토리소그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트층을 패터닝하여, 상기 기재필름 상에 마이크로렌즈어레이 패턴에 대응하는 시드패턴이 형성된 시드몰드를 제조하는 제2단계;
    상기 시드몰드를 이용하여 무전해도금에 의해 상기 마이크로렌즈어레이 패턴을 제조할 수 있는 금속패턴이 형성된 금속몰드를 제조하는 제3단계; 및
    상기 금속몰드의 금속패턴 상에 무전해도금 또는 전주도금에 의해 상기 금속패턴 간을 충진시키는 충진막을 형성하는 제4단계;를 포함하고,
    상기 충진막은 상기 시드패턴의 굴곡에 직접적으로 접촉되었던 상기 금속 패턴의 일 면 상에 위치되며,
    상기 시드몰드가 양각의 시드패턴을 갖는 경우에 상기 제3단계는,
    상기 시드몰드를 이용하여 상기 시드패턴에 대응되는 음각 금속패턴을 가지는 1차금속몰드를 제조하고, 상기 1차금속몰드를 이용하여 상기 시드패턴에 대응되는 양각 금속패턴을 갖는 2차금속몰드를 제조하고,
    상기 시드몰드는,
    마이크로렌즈어레이 패턴에 따라 레진임프린팅 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 2차금속몰드는,
    무전해도금 또는 전주도금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 시드패턴은,
    다각형, 반구형, 타원형 및 프리즘형 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 형태인 것을 특징으로 하는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 시드패턴은,
    상기 다각형, 반구형, 타원형 및 프리즘형 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 형태의 패턴이 육각형태로 배열 또는 사각형태로 배열된 것을 특징으로 하는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 상기 기재필름은,
    글라스, 실리콘, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 아크릴, 폴리스타이렌 및 폴리메틸메타아크릴레이트 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 무전해도금 또는 전주도금은,
    니켈, 구리, 이들의 합금 중 어느 하나의 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020160184014A 2016-12-30 2016-12-30 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법 KR101998672B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160184014A KR101998672B1 (ko) 2016-12-30 2016-12-30 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160184014A KR101998672B1 (ko) 2016-12-30 2016-12-30 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180078827A KR20180078827A (ko) 2018-07-10
KR101998672B1 true KR101998672B1 (ko) 2019-07-10

Family

ID=62915497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160184014A KR101998672B1 (ko) 2016-12-30 2016-12-30 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101998672B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005508269A (ja) * 2001-11-02 2005-03-31 エムイーエムエス・オプティカル・インコーポレイテッド グレースケールエッチングされたマスタモールドからマイクロ光学要素を製造する方法
KR100746360B1 (ko) * 2006-08-31 2007-08-06 삼성전기주식회사 스템퍼 제조방법
KR101291727B1 (ko) 2011-07-14 2013-07-31 (주)휴넷플러스 임프린트 레진의 제조방법 및 임프린팅 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110048395A (ko) * 2009-11-02 2011-05-11 엘지이노텍 주식회사 액정표시장치용 클리체 및 그 제조방법, 이를 이용한 복제용마스터몰드 및 복제 클리체의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005508269A (ja) * 2001-11-02 2005-03-31 エムイーエムエス・オプティカル・インコーポレイテッド グレースケールエッチングされたマスタモールドからマイクロ光学要素を製造する方法
KR100746360B1 (ko) * 2006-08-31 2007-08-06 삼성전기주식회사 스템퍼 제조방법
KR101291727B1 (ko) 2011-07-14 2013-07-31 (주)휴넷플러스 임프린트 레진의 제조방법 및 임프린팅 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180078827A (ko) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100658162B1 (ko) 하이브리드 마이크로렌즈 제조 방법 및 이의 방법에 의해 제조된 도광판
TWI235270B (en) Plane light source unit and method for manufacturing holographic light-guide plate used for flat panel display
TWI306525B (en) Lighting device and liquid crystal display device
CN1330454C (zh) 基板的加工方法、微透镜片的制造方法、透射型屏幕
KR100976808B1 (ko) 롤투롤 방식을 이용한 도광판 제조방법
KR100658164B1 (ko) 비대칭 피라미드 마이크로렌즈 제조 방법 및 이의 방법에 의해 제조된 도광판
JP4316559B2 (ja) 導光板及びその製造方法
JP5027583B2 (ja) バックライト装置に用いられるマイクロレンズアレイシート及びマイクロレンズアレイシートを製造するためのロール版
KR20090065834A (ko) 백라이트용 도광판, 도광판용 스탬프 및 스탬프 제조 방법
KR100747001B1 (ko) 점광원을 이용한 도광판 및 그 제조방법
KR100857723B1 (ko) 마이크로 렌즈 패턴 형성방법, 도광판용 코어금형의제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법
KR101998672B1 (ko) 완전 충진율을 갖는 마이크로렌즈어레이 패턴 마스터 몰드의 제조방법
Kwon et al. A high-sag microlens array film with a full fill factor and its application to organic light emitting diodes
US8730311B2 (en) Manufacturing device of a film patterned retarder for a three dimensional display device
US6541187B1 (en) Process for producing an article with a microstructure
WO2006109907A1 (en) Method and mold for manufacturing a continuous microlens
KR100741772B1 (ko) 액정표시장치용 반투과 반사 시트 및 그 제조방법
CN102230982B (zh) 一种光学膜片结构及其制造软光刻印章母模
JP2011022265A (ja) 拡散シート
KR102043261B1 (ko) 이종 렌즈 필름의 제조방법 및 그에 의해 제조된 이종 렌즈 필름
WO2006109920A1 (en) Manufacturing method of non-symmetric multi-curvature microlens and its application to light guide plate
EP4321906A2 (en) Optical structure and artifact reduction method
WO2022130346A1 (en) Optical diffractive display
KR101557079B1 (ko) 마이크로 렌즈 필름 및 이의 제조 방법과 마이크로 렌즈 어레이 장치 및 마이크로 렌즈 필름의 적층 모듈
KR100952144B1 (ko) 경사 곡면이 형성된 마이크로 렌즈 및 그 제조방법, 그리고이를 이용한 도광판, 백라이트유닛 및 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant