KR20030015730A - 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체 - Google Patents

이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체에 관한 것으로, 보호필름 층(10); 제1 홀로그램 회절격자층(20); 제2 홀로그램 회절격자층(30); 및 반사층(40)을 포함하며, 상기 보호필름 층(10)을 통과하여 외부로부터 입사된 빛이 상기 제1 홀로그램 회절격자층(20)에서 회절되어 상기 제2 홀로그램 회절격자층(30)으로 입사되고 상기 제2 홀로그램 회절격자층에 입사된 빛은 반사층(40)에서 전반사되며, 반사층(40)에서 전반사된 빛은 다시 제2 홀로그램 회절격자층(30)을 통하여 제1 홀로그램 회절격자층(20)으로 입사되고 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 입사된 빛은 제1 홀로그램 회절격자층에서 회절되어 상기 보호필름 층(10)을 통하여 외부로 재귀반사되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따라 홀로그램 회절격자에 의한 회절 및 전반사 원리를 사용함으로써 금형 제조과정이 필요 없는 간단한 구성으로 효과적으로 재귀반사시킬 수 있다.

Description

이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체{REFLEX REFLECTOR HAVING DOUBLE HOLOGRAM DIFFRACTION GRATING LAYERS}
본 발명은 재귀반사체에 관한 것으로, 특히, 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체에 관한 것이다.
재귀반사체는 외부의 광원으로부터 반사체에 입사되는 입사광을 다시 광원 쪽으로 입사광과 평행하게 반사시킬 수 있는 물질을 말한다.
이러한 재귀반사체는 도로 표지판, 안전 표지판 또는 광고 표지판 등에 널리 사용되고 있다. 재귀반사체는 특히 도로 표지판에 많이 사용되고 있는데, 야간에 자동차를 운행할 때 자동차의 전조등에서 나온 빛이 도로 표지판을 비추게 되고, 도로 표지판은 입사된 빛을 반사시키며, 도로 표지판에서 반사된 빛이 다시 자동차 운전자의 방향으로 되돌아오게 되어 운전자가 도로 표지판을 식별할 수 있는 것이다. 또한, 이러한 재귀반사체의 특성을 이용하여 도로 표지판뿐만 아니라 야간에 작업하는 작업자나 근무 중인 경찰관 등이 재귀반사체가 부착된 옷을 착용함으로써, 자동차 운전자가 야간에도 작업자 또는 경찰관을 잘 식별할 수 있도록 하여 위험을 방지할 수 있으며, 또한, 공사 중인 지점을 표시하도록 설치하는 경고판 등에도 재귀반사체를 부착함으로써 사고를 방지할 수 있다.
종래의 재귀반사체에서는 직각프리즘의 모양을 조금씩 변형한 삼각뿔 프리즘 형태를 갖는 것으로서, 빛이 정면뿐만 아니라 사각에서도 입사되어 들어오기 때문에 여러 방향에서 입사되는 빛을 입사된 방향과 반대방향으로 전반사시켜 되돌려 보내기 위해서는 프리즘 면의 각도를 조금씩 다르게 변형시킨 미세한 삼각뿔 프리즘을 여러 개 조합한 형태를 취하고 있다.
종래의 미세 삼각뿔 프리즘 구조를 갖는 재귀반사체는 광원으로부터 재귀반사체에 사각으로 입사되는 빛을 삼각뿔 구조를 갖는 프리즘 내에서 효과적으로 반사시켜 원래 광이 입사된 방향으로 되돌려 보내기 위해서 삼각뿔 프리즘의 면과 면 사이의 각도를 서로 다르게 변형하여 제작하여야 하므로 미세 프리즘 구조가 매우 복잡하게 되고 제조하기가 어려운 단점이 있다.
또한, 종래의 삼각뿔 프리즘 구조는 단순히 거울면 반사 법칙에 의해 반사층과의 경계면에서 전반사되는 방식으로 재귀 반사체 역할을 하기 때문에, 삼각뿔 프리즘의 면과 면 사이의 각도에 의해 결정되는 거울면 반사 각도와 다른 사각으로 입사된 빛에 대하여는 입사광의 방향과 다른 방향으로 반사되어 나가게 되어 전체적인 휘도가 떨어지게 되는 단점이 있다.
도 1에 종래의 재귀반사체에서 사용되고 있는 삼각뿔 프리즘 구조가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 삼각뿔 프리즘 구조에서는 사각으로 입사된 빛을 재귀반사시키기 위하여 정삼각형 구조를 갖는 삼각뿔 구조를 변형시켜 삼각뿔을 이루고 있는 세면의 경사각을 다르게 형성하고 있으며, 특히 이중 한 면의 각도는 경사각을 크게 하고 있는데 이는 어떤 한 면에 입사된 빛이 삼각뿔 프리즘의 세 개의 면과 접해있는 반사면에서 순차적으로 전반사되어 결국 마지막 면에서는 전반사되지 않고 삼각뿔 프리즘의 밖으로 빠져 나와 원래 입사된 빛의 방향으로 돌아가게 하기 위한 것이다.
그러나, 빛은 여러 방향에서 입사될 수 있으므로 여러 방향에서 사각으로 입사되는 빛을 재귀반사시키기 위해서는 도 1과 같은 구조를 갖는 한 개의 삼각뿔 프리즘만으로는 해결이 안되고, 도 2에 예시된 바와 같이 6개 정도의 삼각뿔 프리즘이 조합된 형태의 복잡한 구조를 이루게 된다. 이러한 복잡한 구조를 갖는 재귀반사체를 만들기 위해서는 정밀한 금형이 필요하며, 필요한 금형을 만들기는 매우 어렵다.
또한, 미세 삼각뿔 프리즘의 굴절률은 그 주위를 둘러 싸고있는 반사층 물질의 굴절률보다 높아야 전반사가 일어날 수 있으므로, 미세 삼각뿔 프리즘의 굴절률과 반사층의 굴절률에 따라 전반사할 수 있는 각도가 정해지고 이 조건을 만족하도록 미세 삼각뿔 프리즘을 이루고 있는 세 개의 면의 각도를 잘 조절하여야 한다. 그러나, 삼각뿔 프리즘 면의 각도를 서로 다르게 깎아 만든 미세 프리즘이 여러 개 조합된 형태의 재귀반사체를 제작하기는 매우 어렵다.
따라서, 미세 삼각뿔 프리즘이 여러 개 조합된 재귀반사체를 만들기 위해서는 상술한 것처럼 전반사 조건을 만족하도록 삼각뿔 프리즘 면의 각도를 설계하여야 하고, 금속판에 미세 삼각뿔 프리즘의 형상이 형성된 금형을 제조하여 대량생산을 할 수 있어야 한다.
그러나, 종래의 기술로는 이러한 복잡한 구조를 지닌 미세 금형을 만들기는 매우 어려우며, 금형을 제작하는데 시간과 비용이 많이 드는 단점이 있다.
본 발명은 순수한 홀로그래픽 방법에 의하여 제작된 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 포함하는 새로운 재귀반사체를 제안한다. 즉, 본 발명은 홀로그램 회절격자층에서의 회절(diffraction)과 반사층에서의 전반사(total reflection) 원리를 이용하여 재귀반사체에 입사되어 들어온 빛을 입사된 방향으로 평행하게 되돌려 보낼 수 있는 새로운 형태의 재귀반사체에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 종래와 같이 금형 기술을 이용하여 미세한 구조의 프리즘 반사체를 필름에 형성하는 형태가 아니라, 순수한 홀로그래픽 방법에 의한 회절격자를 사용하여 재귀반사의 역할을 효과적으로 수행하며 금형 기술이 전혀 필요 없는 새로운 개념의 재귀반사체를 제공하는데 그 목적이 있다.
금형 기술로 제작된 종래의 미세 프리즘 구조를 갖는 재귀반사체는 단순히 전반사원리를 이용하므로 프리즘의 구조가 복잡한 형태를 갖게 되고, 또한 이에 따라 복잡하고 미세한 프리즘 형상을 가공하기 위해서는 고도의 금형 기술이 필요한 반면에, 본 발명에 따른 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 포함하는 재귀반사체는 간단한 이중 접합 구조의 홀로그램 회절격자 층을 포함함으로써 홀로그램 회절격자층의 회절원리 및 반사층에서의 전반사 원리를 함께 이용하므로 재귀반사체의 기능을 효과적으로 수행할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보호필름 층; 상기 보호필름 하단에 형성되고 제1 홀로그램 회절격자를 포함하는 제1 홀로그램 회절격자층; 상기 제1 홀로그램 회절격자층 하단에 접합되는 제2 홀로그램 회절격자를 포함하는 제2 홀로그램 회절격자층; 및 상기 제2 홀로그램 회절격자층 하단에 형성되는 반사층을 포함하며, 상기 보호필름 층을 통과하여 외부로부터 입사된 빛이 상기 제1 홀로그램 회절격자층에서 회절되어 상기 제2 홀로그램 회절격자층으로 입사되고 상기 제2 홀로그램 회절격자층에 입사된 빛은 반사층에서 전반사되며, 반사층에서 전반사된 빛은 다시 제2 홀로그램 회절격자층을 통하여 제1 홀로그램 회절격자층으로 입사되고 제1 홀로그램 회절격자층에 입사된 빛은 제1 홀로그램 회절격자층에서 회절되어상기 보호필름 층을 통하여 외부로 재귀반사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홀로그램 회절격자를 제조하는 방법은 유리기판을 제공하는 단계; 상기 유리기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 포토레지스트 상에 레이저 간섭법에 의해 얻어진 간섭무늬를 기록하는 단계; 및 상기 간섭무늬가 기록된 유리기판을 현상액에 담가 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 재귀반사체에 있는 삼각뿔 프리즘 구조의 구성도.
도 2는 종래의 삼각뿔 프리즘 구조의 복합 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 이중 접합 홀로그램 회절격자(回折格子, hologram diffraction grating) 층의 구조를 갖는 재귀반사체의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 이중 접합 홀로그램 회절격자층의 구조를 갖는 재귀반사체의 부분 상세 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 회절격자층을 제조하기 위한 레이저 간섭장치의 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 보호필름 층20: 제1 홀로그램 회절격자층
30: 제2 홀로그램 회절격자층40: 반사층
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그램 재귀반사체의 구성을 나타내고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 보호필름 층(10), 제1 홀로그램 회절격자층(20), 제2 홀로그램 회절격자층(30) 및 반사층(40)으로 이루어진다. 따라서, 본 발명에 따른 재귀반사체는 순수한 홀로그래픽 방법에 의하여 제작된 홀로그램 회절격자층을 제1 홀로그램 회절격자층(20)과 제2 홀로그램 회절격자층(30)의 이중구조로 형성한 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 포함한다.
제1 및 제2 홀로그램 회절격자층은 홀로그래픽 레이저 간섭법으로 제조되어 접합된다.
제1 홀로그램 회절격자(20)는 외부로부터 사각으로 입사된 빛을 재귀반사체의 내부로 회절시키는 역할을 하며, 제2 홀로그램 회절격자(30)는 제1 홀로그램 회절격자(20)에서 회절된 빛을 하단의 반사층(40)에서 전반사할 수 있도록 회절시킨다. 이러한 이중 구조의 홀로그램 회절격자에 의해 회절된 빛이 반사층(40)에서 반사되어 다시 제2 홀로그램 회절격자층(30) 및 제1 홀로그램 회절격자층(20)에서 각각 회절되어 원래 빛이 입사된 방향으로 평행하게 되돌려 보낸다.
제1 홀로그램 회절격자(20)의 제조시에 회절격자의 간격을 조절하여 사각으로 입사되는 빛의 각도의 범위 및 재귀반사되어 다시 되돌아 나가는 각도의 범위를 조절하고, 홀로그램 회절격자의 깊이를 조절하여 휘도를 조절한다.
또한, 제2 홀로그램 회절격자층(30)의 제조시에 회절격자의 간격을 조절하여 하단의 반사층(40)에서 전반사할 수 있는 전반사 각도의 범위를 조절하고, 제1 홀로그램 회절격자층(20)과 마찬가지로 홀로그램 회절격자의 제조시에 회절격자의 깊이를 조절하여 휘도를 조절한다.
본 발명에 따른 재귀반사체는 홀로그램 회절격자의 회절 원리를 이용하는데 홀로그램 회절격자에 입사되는 빛을 회절시켜 투과시키는 회절각도는 홀로그램 회절격자의 제작 과정에서 레이저의 기록 각도에 의해 결정된다. 이러한 기록 각도로 홀로그램 회절격자에 입사된 광은 가장 높은 회절효율을 갖도록 회절되며 기록 각도와 다른 각도로 입사된 광의 회절효율은 다소 떨어지게 된다.
그러나, 홀로그램 회절격자로부터 회절되는 각도는 거의 변화가 없다. 이렇듯 홀로그램 회절격자의 회절각도는 회절격자에 입사되는 광의 입사각에 민감하지 않으므로 홀로그램 회절격자에 사각으로 입사되는 광의 입사각 범위의 허용한계가 종래의 재귀반사체에 비하여 크다고 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 재귀반사체는 제1 홀로그램 회절격자와 제2의 홀로그램 회절격자로 이루어진 이중 접합 구조로 되어 있으며, 이 때 이중 접합구조를 이루는 각각의 회절격자는 동일한 격자 간격을 갖는 홀로그램 회절격자를 사용할 수 있다. 즉, 격자 간격이 같은 동일한 홀로그램 회절격자층을 두 개 만들어 이를 쌍으로 이중 접합시킨 매우 간단한 구조의 재귀반사체를 만들 수 있다.
또한, 본 발명에서는 이중 접합 홀로그램 회절격자 하단에 부착된 반사필름의 종류에 따라 반사필름 면에서의 전반사 각도가 달라질 수 있으므로 제2 홀로그램 회절격자의 격자 간격은 제1 홀로그램 회절격자의 격자 간격과 다르게 제작할 수 있다.
결과적으로, 제1 홀로그램 회절격자는 재귀반사체에 사각으로 입사되는 빛의 사각의 각도 범위를 결정하며 제2 홀로그램 회절격자는 반사층에서 전반사되는 전반사 각도에 의해 결정된다.
본 발명에서 제1 홀로그램 회절격자와 제2의 홀로그램 회절격자가 동일한 경우 및 다른 경우 모두 제1 홀로그램 회절격자에 사각으로 입사된 빛이 제1 회절격자 면과 수직으로 회절되어 제2 홀로그램 회절격자에 수직으로 입사되도록 하고, 제2 홀로그램 회절격자에서 회절되어 나갈 때는 그 하단에 위치한 반사층에서의 전반사 조건에 맞는 각도를 유지하도록 한다.
도 4는 도 3에 도시되어 있는 본 발명에 따른 홀로그램 재귀반사체의 원리를 보다 상세하게 설명하기 위하여 도 3을 자세하게 도시한 것이다.
외부의 광원으로부터 각도 α로 입사된 빛(50)은 보호필름 층(10)을 지나 보호필름 층 하단에 위치한 제1 홀로그램 회절격자층(20)으로 입사된다. 실제로 외부로부터 입사된 빛은 보호필름 층(10)에서 굴절되어 각도 θ의 입사각으로 제1 홀로그램 회절격자층(20)으로 입사된다. 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 입사되는 입사각 θ는 후술하는 홀로그램 회절격자 제조장치에서 레이저의 기록 각도에 의해 결정되며, 본 발명에서는 기록시 한쪽에 들어오는 레이저 빛은 감광재료에 수직으로 입사되게 하고 다른 한 개의 레이저 빛은 수직으로 입사되는 레이저 빛과 θ의 각도를 이루도록 하였다. 이렇게 하면 각도 θ의 입사각으로 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 입사된 빛은 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 형성된 회절격자에 의해 제1 홀로그램 회절격자(20)에 수직인 방향으로 회절되어 나간다. 이 때 보호필름 층(10)을 지나 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 입사된 빛은 여러 가지의 파장, 즉 여러 가지의 색이 포함된 텅스텐 할로겐램프와 같은 백색광원에서 나온 빛이므로 입사된 빛 가운데 포함되어 있는 여러 파장의 빛은 파장별로 서로 약간 다른 각도로 회절 된다. 따라서, 각도 θ로 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 입사된 빛은 회절격자에 의해 회절격자와의 수직각도를 중심으로 약간 다른 각도로 파장별로 제1 홀로그램 회절격자층(20)을 빠져 나와 제2 홀로그램 회절격자층(30)에 입사하게 된다. 도 4에서는 이러한 원리를 설명하기 위해 과장되게 도시되어 있지만, 실제로는 제1 홀로그램 회절격자층(20)과 제2 홀로그램 회절격자층(30)이 이중 접합구조로 접해 있기 때문에 거의 모든 파장의 빛이 제2 홀로그램 회절격자층(30)에 정면으로 수직 입사된다고 할 수 있다. 제2 홀로그램 회절격자층(30)에 수직으로 입사된(그러나, 실제적으로는 파장별로 다소 다른 각도로 입사된) 빛은 제2 홀로그램 회절격자층(30)에 형성된 회절격자에 의해 회절되는데 제1 홀로그램 회절격자층(20)과 제2 홀로그램 회절격자층(30)에 형성된 회절격자의 격자간격이 동일하게 제작한 경우에는 입사각과 동일한 θ의 각도로 회절되고 서로 다른 격자간격을 갖게 제작된 경우에는 입사각과 다른 β의 각도로 회절된다. 제1 홀로그램 회절격자층(20)과 제2 홀로그램 회절격자층(30)을 동일한 격자간격을 갖도록 만들어 이중 접합 구조로 만들 경우에 동일한 홀로그램 회절격자를 두 개 만들어 이를 쌍으로 이중 접합시킨 매우 간단한 구조의 재귀반사체를 만들 수 있다.
또한, 이중 접합 홀로그램 회절격자 하단에 부착된 반사층(40)의 반사필름의 종류에 따라 반사층(40)에서의 전반사 각도가 달라질 수 있으므로, 이중 접합 구조의 홀로그램 회절격자를 이루는 제1 홀로그램 회절격자층(20)과 제2 홀로그램 회절격자층(30)의 회절격자 간격을 다르게 제작할 수 있다.
이제 제1 홀로그램 회절격자와 제2 홀로그램 회절격자를 동일하게 제작했을 경우를 기준으로 설명하면, 제2 홀로그램 회절격자층(30)에서 각도 θ로 회절된 빛은 반사층(40)에서 전반사되어 다시 반사층(40) 상단에 있는 제2 홀로그램 회절격자층(30)으로 각도 θ로 입사되어 수직으로 회절되어 나가게 되며, 결과적으로 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 수직으로 입사된다. 제1 홀로그램 회절격자층(20)에 수직으로 입사된 빛은 각도 θ로 회절되어 나가게 되며 이 때 파장별로 분리되어 진행하던 모든 파장의 빛이 함께 모아져 보호필름 층(10)을 지나 원래 입사된 백색광의 형태로 처음 입사된 방향으로 평행하게 재귀반사되어 나가는 결과를 얻게된다.
도 5는 본 발명의 홀로그램 회절격자층을 제조하는 방법을 도시한 것이다. 본 발명에서의 중요한 특징의 하나인 제1 및 제2 홀로그램 회절격자층은 레이저 홀로그램 장치를 사용하여 레이저 간섭 원리로 제작한다. 홀로그램 회절격자층을 제작하기 위해서는 감광재료인 포토레지스트(70)의 도포과정, 레이저 간섭과정, 현상과정 그리고 니켈 전기도금 과정으로 크게 나뉜다.
먼저 포토레지스트(70)를 유리기판(80) 상에 도포하기 위해 초음파세척기로 포토레지스트(70)를 도포할 유리기판(80)을 세척한다. 유리기판을 세척한 후에 오븐에서 약 30분간 건조시키고 감광물질인 포토레지스트(70)를 유리기판(80) 상에 도포한다. 유리기판 상에 포토레지스트(70)를 도포하기 위해서는 유리기판(80)을 스핀 코터(spin coater)에 부착한 후 포토레지스트 용액을 소량 떨어뜨리고 약 4500 rpm의 속도로 회전시킨다. 이렇게 해서 유리기판(80) 상에 일정한 두께로 포토레지스트(70)를 도포하는데 도포된 포토레지스트의 두께는 약 1.5 ㎛ 정도가 된다. 그 후, 포토레지스트(70)가 도포된 유리기판(80)을 오븐 속에 넣고 약 30분 정도 구우면 포토레지스트(70)가 유리기판(80) 위에 견고하게 부착된다.
포토레지스트(70)가 도포된 유리기판(80)이 준비되면 이제 레이저 간섭법에 의해 회절격자를 포토레지스트(70)에 기록한다. 도 5에 예시된 바와 같이, 포토레지스트(70)가 도포된 유리기판(80)을 홀더(holder)(90)에 부착하고 He-Cd 레이저를 사용하여 레이저 간섭법에 의해 얻어진 간섭무늬(180)를 포토레지스트(70)에 기록하면 회절격자가 얻어지는데 그 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 레이저(100)를 간섭무늬 발생장치로 사용하는데 He-Cd 레이저, Ar 이온 레이저 등을 사용한다.
본 발명의 실시예에서는 He-Cd와 Ar 레이저를 모두 광원으로 사용하였다. 레이저(100)에서 나온 빛은 광속분할기(110)에 의해 두 개의 광으로 분할된다. 두 개로 분할된 광은 각각 거울 1(120)과 거울 2(130)에 입사되어 원하는 각도로 반사된다. 이 때 거울에 의해 반사되는 두 개의 광의 반사각도를 조절하기 위하여 회전각도가 표시된 회전체 1(140)과 회전체 2(150) 위에 거울 1(120)과 거울 2(130)를 부착하였다. 이렇게 해서 원하는 반사각도로 반사된 두 개의 광은 각기 렌즈 1(160)과 렌즈 2(170)에 입사되어 확대된다. 확대된 두 개의 레이저광이 포토레지스트(70)가 도포된 유리기판(80) 상에서 만나게 되며, 이렇게 만난 두 개의 레이저광에 의해 간섭무늬(180)가 형성되며 이 간섭무늬(180)가 포토레지스트(70)에 기록되는 것이다. 간섭무늬(180)는 도 5에 예시된 것처럼 밝고 어두운 직선무늬가 일정한 간격으로 교대로 형성된 무늬를 말하며 이러한 간섭무늬(180)의 간격은 두 개의 광이 만나는 각도를 조절함으로써 결정할 수 있다. 본 발명에서는 두 개의 광의 간섭 각도를 거울 1(120)과 거울 2(130)가 부착된 회전체 1(140)과 회전체 2(150)의 회전각도를 조절하여 해결하였다.
간섭무늬(180)를 포토레지스트(70)에 기록한 후 포토레지스트(70)가 도포된 유리기판(80)을 포토레지스트 현상액에 담가 현상을 하면 밝은 무늬 부분은 현상액에 의해 씻겨 나가고 어두운 부분만 남게 된다. 이로 인하여, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 표면 양각된 요철 모양의 제1과 제2의 홀로그램 회절격자층이 만들어진다. 이때 표면 양각된 회절격자의 깊이는 현상시간에 비례하게 되며, 본 발명에서는 현상시간을 조절함으로써 회절격자의 깊이를 조절하여 재귀반사판의 휘도를 조절한다.
또한, 레이저 간섭에 의해 생긴 간섭무늬(180)의 간격은 두 개의 레이저광이만나는 각도에 의해 결정된다고 언급하였는바, 이렇게 형성된 간섭무늬(180)의 간격을 조절하여 얻어진 제1 및 제2 홀로그램 회절격자층은 각각 재귀반사체에서 입사된 빛의 사각의 허용각도 및 반사층(40)에서의 전반사 각도를 결정하는 중요한 역할을 한다.
본 발명에서는 이러한 사각의 범위를 조절하기 위하여 회절격자 제작시에 간섭각도를 조절하는 방법을 사용한다. 이렇게 유리기판(80) 위에 도포된 포토레지스트(70)에 제작된 홀로그램 회절격자 층은 니켈 전기도금 방식에 의해 대량 생산을 하기 위한 금형으로 전환되며 포토레지스트 층에 전기도금을 하는 방식은 무전해 전기도금 방식과 포토레지스트 위에 얇은 은층을 도포시키는 은 스프레이 방식을 사용하여 은층을 형성하여 금속 층을 만든 후에 그 위에 니켈 전기도금을 하는 방식이 있는데 본 발명에서는 두 가지 방식을 모두 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 재귀반사체에 따르면 사각으로 입사되는 빛을 입사된 방향으로 효과적으로 되돌려 보낸다. 예를 들면, 운전자가 도로를 주행할 때 도로 표지판이 도로의 상단, 좌측 또는 우측 등에 설치되어 운전자의 주행방향과 다른 여러 방향에서 사각으로 설치되어 있는 경우에도, 도포 표지판에 입사된 빛을 효과적으로 입사된 방향으로 되돌려 보낼 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 재귀반사체는 도로 표지판, 도로작업자 또는 경찰관 등의 야간용 의류, 버스나 트럭 등에 부착하는 광고판, 자동차의 백라이트, 거리측정기 등에 다양하게 이용할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 재귀반사체는 이중 접합구조를 갖는 홀로그램 회절격자 층에 의한 회절현상과 반사층에서의 전반사 현상을 동시에 이용함으로써 간단한 구성으로 효과적으로 재귀반사시킬 수 있으며, 또한 입사각의 범위가 큰 경우에도 원래 입사된 빛의 방향으로 재귀반사시킬 수 있으며, 높은 회절 효율 및 휘도를 갖는 재귀반사체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 홀로그램 재귀반사체는 레이저 간섭방법으로 홀로그램 회절격자를 제조하여 이중 접합시키는 기술을 사용하여 용이하게 제조될 수 있으므로, 종래의 미세한 구조를 갖는 삼각뿔 프리즘 형태의 재귀반사체를 제작하기 위해 필수적이었던 복잡한 금형 과정이 생략되어 제조상의 어려움을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 홀로그램 회절격자는 표면 양각된 형태를 지니고 있으므로 이를 니켈 전기도금으로 금속원판을 만들어 대량생산을 할 수 있다.
본 발명에 따른 재귀반사체는 회절 격자의 제조시에 회절격자의 간격을 조절하여 사각으로 입사되는 빛의 각도 및 재귀반사되어 다시 되돌아 나가는 각도의 범위를 조절하며, 홀로그램 회절격자의 깊이를 조절하여 휘도를 조절할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 따라 간단한 제조방법으로 이중 접합 구조를 갖는 재귀반사체를 제공함으로써, 수입에만 의존하고 있는 재귀반사체의 국내수요를 대체할 수 있고 국외에도 공급할 수 있는 계기를 마련할 수 있는 우수한 효과를 기대할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 홀로그램 방법으로 제작된 이중 접합 홀로그램 회절격자 층을 갖는 새로운 형태의 재귀반사체에 관한 것으로, 본 발명은 충분히 변경,변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 것에만 한정되지 않는다.

Claims (10)

  1. 보호필름 층;
    상기 보호필름 하단에 형성되고 제1 홀로그램 회절격자를 포함하는 제1 홀로그램 회절격자층;
    상기 제1 홀로그램 회절격자층 하단에 접합되는 제2 홀로그램 회절격자를 포함하는 제2 홀로그램 회절격자층; 및
    상기 제2 홀로그램 회절격자층 하단에 형성되는 반사층을 포함하며,
    상기 보호필름 층을 통과하여 외부로부터 입사된 빛이 상기 제1 홀로그램 회절격자층에서 회절되어 상기 제2 홀로그램 회절격자층으로 입사되고 상기 제2 홀로그램 회절격자층에 입사된 빛은 반사층에서 전반사되며, 반사층에서 전반사된 빛은 다시 제2 홀로그램 회절격자층을 통하여 제1 홀로그램 회절격자층으로 입사되고 제1 홀로그램 회절격자층에 입사된 빛은 제1 홀로그램 회절격자층에서 회절되어 상기 보호필름 층을 통하여 외부로 재귀반사되는 것을 특징으로 하는 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 홀로그램 회절격자는 외부로부터 입사되는 빛이 미리 결정된 허용각도로 입사되도록 빛을 회절시키고, 상기 제2 홀로그램 회절격자는 상기 제1 홀로그램 회절격자에서 회절된 빛이 반사층에서 전반사하도록 빛을 회절시키는 것을 특징으로 하는 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 홀로그램 회절격자 층은 외부로부터 사각으로 입사되는 빛이 상기 제2 홀로그램 회절격자 층에 수직 입사되도록 회절시키는 것을 특징으로 하는 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 홀로그램 회절격자 층 및 제2 홀로그램 회절격자 층은 동일한 것을 특징으로 하는 이중 접합 홀로그램 회절격자층을 갖는 재귀반사체.
  5. 유리기판을 제공하는 단계;
    상기 유리기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 포토레지스트 상에 레이저 간섭법에 의해 얻어진 간섭무늬를 기록하는 단계; 및
    상기 간섭무늬가 기록된 유리기판을 현상액에 담가 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 회절격자의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 간섭무늬를 기록하는 단계에서 회절격자의 간격을 조절하여 입사광의 사각의 허용범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 회절격자의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회절격자의 간격은 두 개의 레이저광이 만나는 각도를 조정함으로써 조절하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 회절격자의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 현상하는 단계는 홀로그램 회절격자의 깊이를 조절하여 재귀반사체의 휘도를 조절하기 위하여 현상액에 담그는 시간을 조절는 것을 특징으로 하는 홀로그램 회절격자의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 간섭무늬를 기록하는 단계는 홀로그램 회절격자의 깊이를 조절하여 재귀반사체의 휘도를 조절하기 위하여 레이저의 노출시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 회절격자의 제조방법.
  10. 레이저빔을 발생시키는 레이저 발생장치;
    상기 레이저 발생장치로부터 나온 레이저빔을 2개의 레이저빔으로 분할하는 광속분할기;
    상기 광속분할기에 의해 분할된 각각의 레이저빔을 소정의 각도록 반사시키도록 회전체 상에 놓여 있는 거울 1 및 거울 2;
    상기 거울 1 및 2로부터 반사된 각각의 빔을 확대하여 통과시키는 렌즈 1 및 2; 및
    상기 렌즈 1 및 2를 통과한 빔에 의해 간섭무늬가 기록되는 포토레지스트가 도포된 유리기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 회절격자의 제조장치.
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