KR102079427B1 - Apparatus for making interference patterns on the inclined surface - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곡면체의 표면에 간섭패턴을 제작하는 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 변형된 프리즘을 이용하여 곡면체의 표면에 균일한 간섭패턴을 제작할 수 있는 곡면체의 간섭패턴 제작장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치는 프리즘 및 광원부를 포함한다. 상기 프리즘은 입사면은 평면이고, 출사면은 노광되는 노광면과 역상인 곡면을 구비하며, 상기 곡면의 곡률(R1) 대 상기 노광면의 곡률(R2)의 비(R1/R2)가 1/100 보다 크고 2 보다 작다. 상기 광원부는 상기 프리즘의 입사면에 광을 발사한다.
또한, 상기의 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치에 있어서, 상기 프리즘은 상기 출사면의 현의 길이(L)와 현과 호의 중심까지의 거리(H)의 비(H/L)가 0.005 보다 크고 0.1 보다 작은 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 프리즘의 형상을 일정한 곡률로 바꿈으로 인하여 프리즘의 간섭 노광을 균일한 패턴으로 제작할 수 있다. 그래서 곡면에 노광을 하여 패턴을 형성하더라도 마이크로 및 나노 패턴의 오차를 줄일 수 있다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing an interference pattern on the surface of a curved body, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a curved interference pattern that can produce a uniform interference pattern on the surface of a curved body using a deformed prism.
The interference pattern manufacturing apparatus of the curved body according to the present invention includes a prism and a light source. The prism has a plane of incidence and an exit plane has a curved surface inverse to the exposed surface, and the ratio R1 / R2 of the curvature R1 of the curved surface to the curvature R2 of the exposed surface is 1 /. Greater than 100 and less than 2 The light source emits light at an incident surface of the prism.
In the apparatus for producing a curved interference pattern according to the present invention, the prism has a ratio (H / L) of the length (L) of the string on the exit surface and the distance (H) between the string and the center of the arc to be less than 0.005. Larger and smaller than 0.1 are preferred.
According to the present invention, the interference exposure of the prism can be produced in a uniform pattern by changing the shape of the prism to a constant curvature. Therefore, even when the pattern is formed by exposing the curved surface, the error of the micro and nano patterns can be reduced.

Description

곡면체의 간섭패턴 제작장치{Apparatus for making interference patterns on the inclined surface}Apparatus for making interference patterns on the inclined surface}

본 발명은 곡면체의 표면에 간섭패턴을 제작하는 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 변형된 프리즘을 이용하여 곡면체의 표면에 균일한 간섭패턴을 제작할 수 있는 곡면체의 간섭패턴 제작장치에 대한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing an interference pattern on the surface of a curved body, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a curved interference pattern that can produce a uniform interference pattern on the surface of a curved body using a deformed prism.

최근에는 곡면(구면, 비구면 또는 자유곡면)을 가지는 제품 또는 몰드가 필요해지면서 곡면에 균일한 패턴 제작하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 간섭패턴을 제작하는 장치는 편평한 면에 제작을 한다. 특히 종래의 간섭노광장치는 곡면에 패턴을 제작시 광경로차에 따른 세기 분포가 균일하지 아니하여 정확한 패턴을 형성하기 어려움이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 광학계를 새로 구축하는 것은 더욱 어려움이 따랐다.Recently, as a product or mold having a curved surface (spherical, aspherical or free curved surface) is required, researches for producing a uniform pattern on curved surfaces have been actively conducted. In general, the device for manufacturing the interference pattern is manufactured on a flat surface. In particular, the conventional interference exposure apparatus has difficulty in forming an accurate pattern because the intensity distribution according to the optical path difference is not uniform when the pattern is manufactured on the curved surface. In order to solve this problem, it was more difficult to construct a new optical system.

특허 제10-0885656호(등록일자 2009년 02월 19일)Patent No. 10-0885656 (Registration date February 19, 2009)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 프리즘의 형상을 통해서 레이저 빔이 곡면에 도달하기 전에 미리 빔의 패턴을 보정하여 균일한 패턴을 제작할 수 있는 곡면체의 간섭패턴 제작장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems. An object of the present invention is to provide an apparatus for producing an interference pattern of a curved body capable of producing a uniform pattern by correcting a pattern of a beam before the laser beam reaches a curved surface through the shape of a prism.

본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치는 프리즘 및 광원부를 포함한다. 상기 프리즘은 입사면은 평면이고, 출사면은 노광되는 노광면과 역상인 곡면을 구비하며, 상기 곡면의 곡률(R1) 대 상기 노광면의 곡률(R2)의 비(R1/R2)가 1/100 보다 크고 2 보다 작다. 상기 광원부는 상기 프리즘의 입사면에 광을 발사한다.Apparatus for producing an interference pattern of a curved body according to the present invention includes a prism and a light source. The prism has a plane of incidence and an exit plane has a curved surface inverse to the exposed surface, and the ratio R1 / R2 of the curvature R1 of the curved surface to the curvature R2 of the exposed surface is 1 /. Greater than 100 and less than 2 The light source unit emits light on the incident surface of the prism.

또한, 상기의 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치에 있어서, 상기 프리즘은 상기 출사면의 현의 길이(L)와 현과 호의 중심까지의 거리(H)의 비(H/L)가 0.005 보다 크고 0.1 보다 작은 것이 바람직하다.In the apparatus for producing a curved interference pattern according to the present invention, the prism has a ratio (H / L) of the length (L) of the string on the exit surface and the distance (H) between the string and the center of the arc to be less than 0.005. Larger and smaller than 0.1 are preferred.

또한, 상기의 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치는 프리즘 시트를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 프리즘은 상기 프리즘 시트의 일면에 복 수개 부착된다.In addition, it is preferable that the above-described apparatus for producing an interference pattern of a curved body further includes a prism sheet. In this case, a plurality of prisms are attached to one surface of the prism sheet.

또한, 상기의 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치에 있어서, 상기 프리즘 시트는 휘어질 수 있는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 광원부는 상기 입사면에 직교하는 방향으로 레이저 빔을 입사시킨다.In addition, in the apparatus for manufacturing a curved interference pattern according to the present invention, it is preferable that the prism sheet can be bent. In this case, the light source unit incident the laser beam in a direction orthogonal to the incident surface.

또한, 상기의 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치에 있어서, 상기 복수의 프리즘은 간격이 동일하지 않게 상기 프리즘 시트에 부착될 수 있다.In addition, in the apparatus for manufacturing a curved interference pattern according to the present invention, the plurality of prisms may be attached to the prism sheet so that the spacing is not the same.

본 발명에 의하면, 프리즘의 형상을 일정한 곡률로 바꿈으로 인하여 프리즘의 간섭 노광을 균일한 패턴으로 제작할 수 있다. 그래서 곡면에 노광을 하여 패턴을 형성하더라도 마이크로 및 나노 패턴의 오차를 줄일 수 있다.According to the present invention, the interference exposure of the prism can be produced in a uniform pattern by changing the shape of the prism to a constant curvature. Therefore, even when the pattern is formed by exposing the curved surface, the error of the micro and nano patterns can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 일 실시예의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 다른 실시예의 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 또 다른 실시예의 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 또 다른 실시예의 개념도,
도 5는 종래의 프리즘을 사용한 곡면체에서의 세기분포도,
도 6은 도 1의 간섭패턴 제작장치를 사용한 곡면체의 세기분포도이다.1 is a conceptual diagram of an embodiment of the apparatus for producing an interference pattern of a curved body according to the present invention;
2 is a conceptual diagram of another embodiment of the apparatus for producing an interference pattern of a curved body according to the present invention;
3 is a conceptual diagram of yet another embodiment of the apparatus for producing an interference pattern of a curved body according to the present invention;
4 is a conceptual diagram of another embodiment of the apparatus for producing an interference pattern of a curved body according to the present invention;
5 is an intensity distribution diagram of a curved body using a conventional prism,
FIG. 6 is an intensity distribution diagram of a curved body using the interference pattern manufacturing apparatus of FIG. 1.

도 1은 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 일 실시예이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 일 실시예를 설명한다.Figure 1 is an embodiment of the interference pattern manufacturing apparatus of the curved body according to the present invention. An embodiment of an apparatus for manufacturing an interference pattern of a curved body according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

간섭패턴 제작장치는 곡면체(40)의 표면에 간섭패턴을 제작하기 위하여 광원부(10) 및 프리즘(20)을 구비한다.The interference pattern manufacturing apparatus includes a light source unit 10 and a prism 20 to fabricate an interference pattern on the surface of the curved body 40.

광원부(10)는 레이저 빔 등을 발사한다. 광원부(10)에서 발사된 빔은 프리즘(20)의 입사면(21)으로 들어가서 출사면(23)으로 나온다.The light source unit 10 emits a laser beam or the like. The beam emitted from the light source unit 10 enters the entrance face 21 of the prism 20 and exits the exit face 23.

프리즘(20)은 입사면(21)과 출사면(23)이 형성된다. 입사면(21)은 평면이다. 출사면(23)은 곡면(23b)를 구비한다. 출사면(23)은 실시예에 따라 평면(23a) 및 곡면(23b)을 구비할 수 있으며, 곡면체(40)의 표면에 간섭패턴을 제작하기 위해서는 반드시 곡면(23b)을 구비한다. 이때 출사면(23)의 곡면(23b)의 곡률은 빛이 노광되는 곡면체(40)의 곡면과 역상으로 형성된다. 그리고 출사면(23)의 곡면의 곡률(R1)은 곡면체(40)의 곡면의 곡률(R2)과의 비(R1/R2)가 1/100 보다 크고 2 보다 작도록 형성된다. 또한, 출사면(23)의 곡면은 현의 길이(L)와 현과 호의 중심까지의 거리(H)의 비(H/L)가 0.005 보다 크고 0.1 보다 작은 것이 바람직하다.The prism 20 is formed with an entrance face 21 and an exit face 23. The incident surface 21 is a plane. The exit surface 23 has a curved surface 23b. The emission surface 23 may include a plane 23a and a curved surface 23b according to an embodiment, and a curved surface 23b is necessarily provided to produce an interference pattern on the surface of the curved body 40. At this time, the curvature of the curved surface 23b of the exit surface 23 is formed in a reverse phase with the curved surface of the curved body 40 to which light is exposed. The curvature R1 of the curved surface of the exit surface 23 is formed such that the ratio R1 / R2 to the curvature R2 of the curved surface of the curved body 40 is greater than 1/100 and less than 2. Further, the curved surface of the exit surface 23 preferably has a ratio H / L of the length L of the string and the distance H between the center of the string and the arc greater than 0.005 and smaller than 0.1.

그래서 광원부(10)에서 프리즘(20)에 입사를 하면 프리즘(20)을 통과한 빔의 분포(A)는 도 1과 같이 형성되어 곡면체(40)의 표면에 노광된다.Therefore, when the light source unit 10 enters the prism 20, the distribution A of the beam passing through the prism 20 is formed as shown in FIG. 1 and exposed to the surface of the curved body 40.

한편 도 5는 종래의 프리즘(20)을 사용하여 곡면체(40)에 노광시킨 예이며, 이 경우 빛의 세기는 불규칙적임을 알 수 있다. 그러나 도 6와 같이 도 1의 실시예를 사용할 경우 그 빛의 세기가 규칙적임을 알 수 있다. 도 6은 프리즘(20)의 곡면의 H/L이 0.023이고, R1/R2가 0.27인 경우이다.Meanwhile, FIG. 5 shows an example of exposing the curved body 40 using the conventional prism 20. In this case, the light intensity is irregular. However, when using the embodiment of Figure 1 as shown in Figure 6 it can be seen that the light intensity is regular. 6 is a case where the H / L of the curved surface of the prism 20 is 0.023 and R1 / R2 is 0.27.

도 2는 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 다른 실시예이다. 도 2에 도시된 실시예의 경우 도 1의 실시예에서 프리즘 시트(30)를 더 포함하며, 도 1의 프리즘(20)은 복수 개가 프리즘 시트(40)의 일면에 부착된다.Figure 2 is another embodiment of the interference pattern manufacturing apparatus of the curved body according to the present invention. 2 further includes a prism sheet 30 in the embodiment of FIG. 1, and a plurality of prisms 20 of FIG. 1 are attached to one surface of the prism sheet 40.

곡면체(40)의 곡면이 복 수개 있을 경우 복수 개의 프리즘(20)을 프리즘 시트(40)에 부착하여 간섭패턴을 제작할 수 있다.When there are a plurality of curved surfaces of the curved body 40, a plurality of prisms 20 may be attached to the prism sheet 40 to produce an interference pattern.

도 3은 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 또 다른 실시예이다. 이 경우에는 도 2의 실시예에서 프리즘(20)의 간격이 일정하지 않다. 즉 곡면체에서 곡면이 복수 개이고 그 곡면의 간격이 일정하지 아니할 경우 도 3의 실시예를 사용할 수 있다.Figure 3 is another embodiment of the interference pattern manufacturing apparatus of the curved body according to the present invention. In this case, the spacing of the prism 20 is not constant in the embodiment of FIG. That is, when the curved surface has a plurality of curved surfaces and the distance between the curved surfaces is not constant, the embodiment of FIG. 3 may be used.

도 4는 본 발명에 따른 곡면체의 간섭패턴 제작장치의 또 다른 실시예이다. 이 경우 프리즘 시트(30)가 유연하게 휘어질 수 있다. 이 경우에도 프리즘(20)의 입사면에 입사되는 광은 직각으로 입사되어야 하므로 광원부는 입사면에 직교하도록 레이저 빔은 입사해야 한다.Figure 4 is another embodiment of the interference pattern manufacturing apparatus of the curved body according to the present invention. In this case, the prism sheet 30 can be flexibly bent. Even in this case, since the light incident on the incident surface of the prism 20 should be incident at right angles, the laser beam should be incident so that the light source unit is perpendicular to the incident surface.

따라서 본 발명은 상기에서 살펴본 바와 같이 다양한 실시예로 구현될 수 있다.Therefore, the present invention can be implemented in various embodiments as described above.

10 : 광원부 20 : 프리즘
21 : 입사면 23 : 출사면
30 : 프리즘 시트 40 : 곡면체10: light source 20: prism
21: entrance surface 23: exit surface
30: prism sheet 40: curved body

Claims (5)

유연하게 휘어질 수 있는 프리즘 시트와,
입사면은 평면이고, 출사면은 노광되는 노광면과 역상인 곡면을 구비하며, 상기 곡면의 곡률(R1) 대 상기 노광면의 곡률(R2)의 비(R1/R2)가 1/100 보다 크고 2 보다 작고, 상기 출사면의 현의 길이(L)와 현과 호의 중심까지의 거리(H)의 비(H/L)가 0.005 보다 크고 0.1 보다 작으며, 상기 입사면이 상기 프리즘 시트의 일면에 부착된 복 수개의 프리즘과,
상기 프리즘의 입사면에 광을 발사하는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면체의 간섭패턴 제작장치.The prism sheet which can be bent flexibly,
The incident surface is planar, and the exit surface has a curved surface that is inverse to the exposed surface, and the ratio R1 / R2 of the curvature R1 of the curved surface to the curvature R2 of the exposed surface is greater than 1/100. Less than 2, and the ratio (H / L) of the length (L) of the string of the exit surface to the distance (H) between the center of the string and the arc is greater than 0.005 and less than 0.1, and the incident surface is formed on one surface of the prism sheet. Multiple prisms attached,
And a light source unit emitting light to an incident surface of the prism. 제1항에 있어서,
상기 광원부는 상기 입사면에 직교하는 방향으로 레이저 빔을 입사시키는 것을 특징으로 하는 곡면체의 간섭패턴 제작장치.The method of claim 1,
And the light source unit injects a laser beam in a direction orthogonal to the incident surface. 제2항에 있어서,
상기 복수의 프리즘은 간격이 동일하지 않게 상기 프리즘 시트에 부착된 것을 특징으로 하는 곡면체의 간섭패턴 제작장치.The method of claim 2,
The plurality of prisms are attached to the prism sheet so that the interval is not the same, the interference pattern manufacturing apparatus of the curved body. 삭제delete 삭제delete
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