KR20050104061A

KR20050104061A - Method for manufacturing a multi-circular lens

Info

Publication number: KR20050104061A
Application number: KR1020040029225A
Authority: KR
Inventors: 황철진; 허영무; 강정진
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-02
Also published as: KR100581688B1

Abstract

본 발명은 동심원 패턴을 가진 마스크를 제조한 후 포토 레지스트가 코팅된 기판 상에 상기 마스크를 정렬시켜 노광하고, 상기 노광된 기판을 현상하여 토러스 형태를 가진 포토 레지스트의 동심원 패턴을 얻는다. 그런 다음 상기 현상된 기판에 대해 리플로우 공정을 수행하여 상기 토러스 형태의 포토 레지스트를 만곡시키고, 상기 토러스 형태의 포토 레지스트로 이루어진 동심원 패턴을 음각한 스탬퍼를 제작한 후 상기 스탬퍼를 금형으로 사용하여 상기 동심원 패턴을 가진 렌즈 및 렌즈어레이 패턴을 성형한다. According to the present invention, a mask having a concentric pattern is manufactured and then exposed by aligning the mask on a photoresist-coated substrate, and developing the exposed substrate to obtain a concentric pattern of a photoresist having a torus shape. Then, a reflow process is performed on the developed substrate to bend the torus-shaped photoresist, fabricate a concentric circle pattern made of the torus-shaped photoresist, and then use the stamper as a mold. Lenses and lens array patterns with concentric patterns are molded.

Description

Method for manufacturing a lens with a concentric pattern {Method for manufacturing a multi-circular lens}

본 발명은 렌즈(Lens) 및 렌즈 어레이(Lens Array) 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 동심원 패턴을 이루는 각 토러스(환원체; torus)가 구면 렌즈의 기능을 하는 상기 동심원 패턴을 가진 가진 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a lens (Lens) and a lens array (lens array), in particular, the production of a lens having the concentric pattern, each of the torus (reducer; torus) forming a concentric pattern functions as a spherical lens It is about a method.

일반적으로 렌즈는 전체 표면을 매끄럽게 가공하여 부의 굴절율을 가지는 형태 또는 양의 굴절율을 가지도록 제조되는데, 렌즈로 입사되는 전체 광의 경로 중 특정 부분의 광의 경로를 보정하거나 평행광을 만드는 등의 특수 용도를 위해서 렌즈 표면에 특정 패턴을 형성시키는 형태로 제조하기도 한다. Generally, the lens is manufactured to have a shape or a positive refractive index having a negative refractive index by smoothly processing the entire surface.It is used for special purposes such as correcting a path of light of a specific portion of the total light path incident on the lens or making parallel light. In order to form a specific pattern on the surface of the lens may be manufactured.

특수 용도를 위해 제조된 렌즈 중에서 본 발명과 같이 동심원 패턴을 가진 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에서 (a)는 프레넬 렌즈의 평면도이고, (b)는 프레넬 렌즈의 수직 단면도이다.Among the lenses manufactured for special use, a Fresnel lens having a concentric pattern as shown in the present invention is shown in FIG. 1. In Figure 1 (a) is a plan view of the Fresnel lens, (b) is a vertical cross-sectional view of the Fresnel lens.

도 1에 도시된 바와 같이 프레넬 렌즈는 구형 렌즈의 왜곡을 보정하면서 두께를 줄이기 위해 볼록 렌즈를 평면 설계한 집광 렌즈로서, 렌즈의 중앙을 중심으로 서로 다른 직경을 가진 동심원의 띠 모양을 형성하고 각 띠에 프리즘(prism) 작용을 가지게 하여 수차를 작게 한 것이다. 이러한 프레넬 렌즈는 등대용으로 옛날부터 사용되었으나 플라스틱 재료를 사용하여 카메라의 파인더를 밝게 하는 핀트판에 이용되거나 오버헤드프로젝터, 자동차의 미등 등에 사용되고 있으며, 평행광을 만드는 등의 다양한 응용이 가능하다.As shown in FIG. 1, a Fresnel lens is a condenser lens having a planar convex lens designed to reduce thickness while correcting distortion of a spherical lens. The Fresnel lens forms a concentric band of concentric circles having different diameters around a center of the lens. Each band has a prism action, thereby reducing the aberration. These Fresnel lenses have been used for a long time as lighthouses, but they are used for the focus plate that brightens the camera's finder using plastic materials, or are used for overhead projectors and taillights of automobiles. .

그런데 프레넬 렌즈와 같이 동심원 패턴이 형성된 렌즈는 기계적 가공을 통하여 제조되고 있다. 따라서 종래 기술에 따라 동심원 패턴의 렌즈 특히 마이크로 렌즈를 제조하게 되면, 시간이 많이 들고 비용이 비싼 문제가 있으며, 기계적 가공으로 제조하기 때문에 정밀성이 떨어지거나 원하는 형태를 제작할 수 없는 문제가 있다.However, lenses having a concentric pattern, such as Fresnel lenses, are manufactured through mechanical processing. Therefore, when manufacturing a concentric pattern lens, in particular a microlens according to the prior art, there is a problem that is time-consuming and expensive, and there is a problem that the precision is inferior or cannot produce the desired shape because it is manufactured by mechanical processing.

본 명은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 동심원 패턴을 가진 렌즈 제조시 제조 과정을 단순화시키고 정밀성을 향상시키며 원하는 형태의 패턴을 가진 렌즈 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The purpose of the present invention is to solve the conventional problems, and to provide a method of manufacturing a lens having a pattern of a desired shape, while simplifying a manufacturing process and improving precision when manufacturing a lens having a concentric pattern.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 동심원 패턴을 가진 마스크를 제조하는 제1 단계; 포토 레지스트가 코팅된 기판 상에 상기 마스크를 정렬시켜 노광하는 제2 단계; 상기 노광된 기판을 현상하여 토러스 형태를 가진 포토 레지스트의 동심원 패턴을 얻는 제3 단계; 상기 현상된 기판에 대해 리플로우 공정을 수행하여 상기 토러스 형태의 포토 레지스트를 만곡시키는 제4 단계; 상기 토러스 형태의 포토 레지스트로 이루어진 동심원 패턴을 음각한 스탬퍼를 제작하는 제5 단계; 및 상기 스탬퍼를 금형으로 사용하여 상기 동심원 패턴을 가진 렌즈를 사출하는 제6 단계를 포함하는 동심원 패턴을 가진 렌즈의 제조 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above technical problem is a first step of manufacturing a mask having a concentric pattern; A second step of aligning and exposing the mask on a photoresist-coated substrate; Developing the exposed substrate to obtain a concentric pattern of a photoresist having a torus shape; Performing a reflow process on the developed substrate to bend the torus-shaped photoresist; A fifth step of fabricating a concave stamper having a concentric circle pattern formed of the torus-shaped photoresist; And a sixth step of ejecting the lens having the concentric pattern by using the stamper as a mold.

상기에서, 마스크는 필름 마스크 또는 크롬 마스크인 것이 바람직하다.In the above, the mask is preferably a film mask or a chrome mask.

또한, 상기 제3 단계는 AZ 계열의 400k를 현상액으로 사용하고, 현상액 온도 23℃에 6분 동안 디핑하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the third step, it is preferable to use 400k of AZ series as a developer, and to use a dipping method for 6 minutes at a developer temperature of 23 ° C.

또한, 상기 제5 단계는 상기 기판 상에 금속 박막을 코팅하는 단계와, 상기 금속 박막 상에 니켈 전기 도금을 수행하고 상기 니켈 전기 도금한 부분과 상기 기판을 분리시키는 단계 및, 상기 니켈 전기 도금한 부분을 상기 스탬퍼로 하는 단계를 포함하며, 상기 금속 박막 코팅으로 크롬을 코팅하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제5 단계는 상기 크롬을 코팅한 후 금을 추가로 코팅하는 것이 바람직하다.The fifth step may include coating a metal thin film on the substrate, performing nickel electroplating on the metal thin film, separating the nickel electroplated portion from the substrate, and performing nickel electroplating. It is preferable to coat the chromium with the metal thin film coating, including the step of making a portion into the stamper. In the fifth step, after the chromium is coated, it is preferable to further coat gold.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 기술은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations will be omitted when it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

본 발명을 위해서 먼저 동심원 패턴을 형성하기 위한 마스크(21)를 제작한다. 도 2에는 본 발명의 동심원 패턴을 형성하기 위한 마스크의 일 예가 도시되어 있다.For the present invention, a mask 21 for forming a concentric pattern is first produced. 2 shows an example of a mask for forming the concentric pattern of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 마스크(21)는 빛이 통과하는 부분(22)과 빛이 통과하지 못하는 부분(23)을 가진다. 제작자는 마스크(21) 제작시 제조하고자 하는 렌즈의 형태에 따라 빛이 통과하지 못하는 부분(23)의 형태 및, 이 부분(23)의 패턴을 결정하게 된다. 여기서 본 발명은 구면 렌즈 형태를 가진 마이크로 렌즈를 우선적으로 제조하여야 하므로, 빛이 통과하지 못하는 부분(23)을 동심원 형태로 만든다. 그리고 마스크(21)에 형성된 동심원 패턴의 각 토러스 두께를 달리한다. As shown in FIG. 2, the mask 21 has a portion 22 through which light passes and a portion 23 through which light does not pass. The manufacturer determines the shape of the part 23 through which light does not pass and the pattern of the part 23 according to the shape of the lens to be manufactured when manufacturing the mask 21. In the present invention, since the microlens having a spherical lens shape should be manufactured first, the part 23 through which light does not pass is made into a concentric shape. And the thickness of each torus of the concentric pattern formed in the mask 21 is varied.

여기서, 상기 마스크(21)는 패턴의 정밀도에 따라 필름 마스크나 크롬 마스크 등이 결정된다. 크롬 마스크를 사용하면 1 ㎛ 정도의 정밀도로 제작이 가능하다.Here, the mask 21 is a film mask, a chrome mask or the like is determined according to the precision of the pattern. If the chrome mask is used, it can be manufactured with a precision of about 1 μm.

한편, 도 3a와 같이 스핀 코터(Spin Coater) 장비를 이용하여 유리 또는 실리콘 웨이퍼 기판(30) 상에 감광제인 PR(Photoresist; 31)를 코팅한다. 이때 사용되는 PR(31)의 종류는 두께에 따라 다양하게 정할 수 있는데, 두꺼운(Thick) PR인 AZ 계열의 9260을 사용하면 코딩된 PR의 두께는 10㎛가 된다.Meanwhile, a photoresist (PR) 31, which is a photoresist, is coated on the glass or silicon wafer substrate 30 by using a spin coater as shown in FIG. 3A. At this time, the type of PR 31 to be used can be variously determined according to the thickness. When 9260 of AZ series, which is thick PR, is used, the thickness of the coded PR becomes 10 μm.

코팅이 끝나면 오븐기에 넣고 코팅된 기판(30)을 소프트 베이킹(Soft baking)을 한다. 이때 베이킹 조건은 온도 95℃에 시간은 30분 정도인 것이 양호하다.After the coating is finished, the oven is put into an oven and subjected to soft baking of the coated substrate 30. At this time, the baking conditions are preferably at a temperature of 95 ° C. for about 30 minutes.

소프트 베이킹이 끝나면, 도 3b에 도시된 바와 같이 마스크(21)를 PR 코팅된 기판(30) 상에 얼라인(align) 키(key)에 맞춰서 얼라인시키고, 정해진 시간으로 노광공정을 실시한다. 이때 도 3b에 도시된 바와 같이 마스크(21)의 동심원 패턴에서 각 토러스(a, b, c, d)는 서로 다른 두께를 가진다. 즉, 가운데 원(a)의 두께가 가장 두껍고, 순차적으로 가장 외곽의 원(d)의 두께가 가장 얇다.After the soft baking is completed, as shown in FIG. 3B, the mask 21 is aligned on the PR coated substrate 30 according to an alignment key, and the exposure process is performed for a predetermined time. In this case, as shown in FIG. 3B, the toruses a, b, c, and d have different thicknesses in the concentric pattern of the mask 21. That is, the thickness of the center circle a is the thickest, and the thickness of the outermost circle d is the thinnest in sequence.

노광공정이 끝나면 현상 작업을 한다. 이때 현상액 종류는 AZ 계열의 400K이고, 현상 조건은 현상액 온도 23℃에 6분 동안 디핑(Dipping)하는 방식을 취한다. 현상을 하면, 도 3c에 도시된 바와 같이 마스크(21)를 통과한 빛을 쬔 PR 부분은 용해되고 빛을 받지 않은 부분(32)은 그대로 남는다. 즉, 원 기둥 형태인 토러스(torus) 구조가 동심원 형태로 남는다. 이때 빛을 받지 않은 부분(32)의 각 토러스는 마스크의 동심원 패턴과 동일한 두께 및 형태를 가진다. 이러한 이유로 설명을 용이하게 하기 위해 마스크의 토러스와 노광후의 토러스에 같은 도면 부호를 부여한다. 결국 노광으로 얻은 각 토러스(a, b, c, d)의 두께는 a>b>c>d 의 순서로 된다.After the exposure process, work on developing. At this time, the type of developer is 400K of AZ series, and the developing condition is a method of dipping for 6 minutes at a developer temperature of 23 ° C. When developing, as shown in FIG. 3C, the PR portion that receives the light passing through the mask 21 is dissolved, and the portion 32 which is not subjected to the light remains. That is, the torus structure in the form of a circular column remains concentric. At this time, each torus of the non-lighted portion 32 has the same thickness and shape as the concentric pattern of the mask. For this reason, the same reference numerals are given to the torus of the mask and the torus after the exposure for ease of explanation. As a result, the thickness of each torus (a, b, c, d) obtained by exposure is in the order of a> b> c> d.

현상 작업을 마치면, 핫(Hot) 플레이트(Plate) 장비를 이용해 리플로우(Refolw) 공정을 수행하여 도 3d에 도시된 바와 같은 토러스가 만곡된 동심원 패턴의 PR(33)을 형성한다. 상기 리플로우 공정은 토러스 구조의 PR(33)에 열을 가하여 상기 감광제(즉, PR)가 열을 받아서 녹아 내리게 하는 공정이다. 이때 리플로우 조건은 제조 형상에 따라 달라지는데, 온도 100~200℃ 사이에 수분 동안 실시한다.After the development, the reflowing process is performed by using a hot plate device to form a PR 33 having a torus curved curved concentric pattern as illustrated in FIG. 3D. The reflow process is a process of applying heat to the PR 33 of the torus structure so that the photoresist (ie, PR) receives heat and melts it. At this time, the reflow conditions vary depending on the manufacturing shape, the temperature is carried out for a few minutes between 100 ~ 200 ℃.

전술한 바와 같이 도 3c에 도시된 PR인 토러스(a, b, c, d)를 리플로우 공정 처리를 하면 도 3d와 같이 만곡된 토러스(a1, b1, c1, d1)가 제조되는데, 도 3c의 토러스(a, b, c, d) 간격보다 도 3d의 토러스(a1, b1, c1, d1) 간격이 줄어든다. 이러한 이유는 토러스를 이루는 PR(33)이 리플로우 공정 시 이웃하는 PR측으로 흘러내렸기 때문이다. 만약 리플로우 공정의 시간을 늘이거나 토러스간의 간격을 좁히면 리플로우 공정에 의해 만들어지는 PR의 형태는 도 5에 도시된 형태와 같이 만곡된 형태를 가지나 이웃하는 PR과 접하는 형태가 된다.As described above, when the toruss a, b, c, and d shown in FIG. 3C are subjected to a reflow process, curved toruss a1, b1, c1, and d1 are manufactured as shown in FIG. 3D. The torus (a1, b1, c1, d1) spacing in FIG. 3D is smaller than the torus (a, b, c, d) spacing. This is because the torus forming PR 33 flows to the neighboring PR side during the reflow process. If the length of the reflow process is increased or the interval between the toruss is narrowed, the form of the PR generated by the reflow process has a curved shape as shown in FIG. 5, but is in contact with neighboring PRs.

여기서, 리플로우 공정에 의해 도 3c의 토러스(a, b, c, d)가 변하는 것은 토러스간의 간격 뿐만 아니라, 토러스의 높이가 변하게 된다. 리플로우 공정에 의해 변하는 토러스의 높이는 리플로우 전 토러스의 초기 두께에 따르게 된다. 토러스(a, b, c, d)를 예를 들면, 리플로우 후의 토러스(a1, b1, c1, d1)의 높이는 a1>b1>c1>d1의 순서가 된다.(도 6 참조)Here, the change in the torus (a, b, c, d) of FIG. 3c by the reflow process causes not only the distance between the torus but also the height of the torus. The height of the torus, which is changed by the reflow process, depends on the initial thickness of the torus before reflow. For example, the heights of the toruss a1, b1, c1, and d1 after reflow are in the order of a1> b1> c1> d1 (see FIG. 6).

이와 같이 리플로우 공정 후의 만곡형상 및 PR의 높이를 변화시킬 수 있기 때문에 본 발명은 토러스의 높이 비율을 설계 및 결정하는 것으로 다양한 형태의 마이크로 렌즈 및 마이크로 렌즈 어레이를 설계 및 제작할 수 있다.As such, since the curved shape and the PR height after the reflow process can be changed, the present invention can design and manufacture various types of micro lenses and micro lens arrays by designing and determining the height ratio of the torus.

상기 리플로우 공정 후의 기판(30)을 수직으로 자른 기판의 수직 단면도가 도 4a에 도시되어 있다. 도 4a는 구면 렌즈 형태간에 소정 간격을 가지는 경우에 대한 것이다. 도 4a를 보면, 만곡된 토러스(33)는 그 단면이 구면렌즈의 형태를 가지는 마이크로 렌즈가 되었음을 알 수 있다.A vertical cross-sectional view of the substrate cut vertically after the reflow process is shown in FIG. 4A. 4A illustrates a case where a predetermined interval is provided between spherical lens shapes. Looking at Figure 4a, it can be seen that the curved torus 33 is a micro lens having a cross-sectional shape of the spherical lens.

리플로우 공정을 통해 각 토러스를 이루는 PR을 마이크로 렌즈의 형태로 만들면, 도 4a에 도시된 바와 같이 기판(30) 상에 금속 박막(41)을 코팅한다. 이때 상기 금속 박막(41) 코팅은 보통 크롬(Cr) 코팅을 많이 하며, 금(Au)을 추가로 코팅하기도 한다.When the PR forming each torus is formed in the form of a micro lens through a reflow process, the metal thin film 41 is coated on the substrate 30 as shown in FIG. 4A. At this time, the coating of the metal thin film 41 is usually coated with chromium (Cr) a lot, and may be additionally coated with gold (Au).

상기 금속 박막 코팅이 끝나면, 기판(30)을 도금장비에 장착하고 도 4b에 도시된 바와 같이 니켈 전기 도금을 실시한다. 이때 공급되는 전류는 각 스텝에 따라 수 암페어를 흘리며 이에 따른 도금두께는 400~450㎛가 되고(4인치 웨이퍼 기준),니켈 도금된 부분이 스탬퍼(stamper; 42)가 된다.After the metal thin film coating is finished, the substrate 30 is mounted on the plating equipment and nickel electroplating is performed as shown in FIG. 4B. At this time, the supplied current flows several amperes according to each step, and the plating thickness thereof is 400-450 µm (based on 4-inch wafer), and the nickel-plated portion becomes a stamper 42.

상기 니켈 전기 도금이 끝나면, 기판(30)과 스탬퍼(42)를 분리시킨다. 이때 분리된 스탬퍼(42)는 구면 렌즈 형태간에 간격이 없으면 도 4c와 같은 형태를 가지게 되고, 구면 렌즈 형태간에 간격이 있으면 도 4c의 도면에서 각 토러스 간이 떨어진 형태가 된다. 그리고 스탬퍼(42)에는 동심원 패턴(43)의 PR이 음각으로 전사된 형태를 가진다. 즉, 스탬퍼(42)에는 동심원의 패턴이 음각으로 새겨져 있다. After the nickel electroplating is finished, the substrate 30 and the stamper 42 are separated. In this case, the separated stamper 42 has a shape as shown in FIG. 4C when there is no gap between the spherical lens shapes, and when the gap between the spherical lens types is provided, the torus is separated from each other in the drawing of FIG. 4C. And the stamper 42 has a form in which the PR of the concentric pattern 43 is intaglio transferred. That is, the stamper 42 is engraved with the concentric pattern intaglio.

본 발명은 상기 도심원의 패턴이 음각으로 새겨진 스탬퍼(42)를 금형으로 사용하고, 금형을 통해 도 5와 같이 사출된 평판 렌즈(51)를 얻는다.(도 5의 렌즈는 리플로우에 의해 이웃하는 토러스가 접하게 된 경우에 해당). 상기 평판 렌즈(51)는 투명한 플라스틱 재질인 것이 양호하다. 이렇게 얻어진 평판 렌즈(51)에서 동심원 렌즈(즉, 패턴)의 거리는 도 6에 도시된 바와 같이 약 30~200㎛ 정도가 된다. 도 6을 보면, 각 토러스는 그 두께 차이에 의해 각각의 높이가 달라졌다. 본 발명은 이렇게 약 30~200㎛ 정도의 직경을 가진 마이크로 렌즈에 서로 다른 높이가 폭을 가진 패턴을 형성할 수 있다.According to the present invention, a stamper 42 having an engraved pattern of the inner circle is used as a mold, and a flat lens 51 that is injected as shown in Fig. 5 is obtained through the mold. If you come across a torus. The flat lens 51 is preferably made of a transparent plastic material. The distance of the concentric lens (i.e., pattern) from the flat plate lens 51 thus obtained is about 30 to 200 mu m as shown in FIG. 6, the height of each torus is changed by the thickness difference. In the present invention, a pattern having a different height and width may be formed on a micro lens having a diameter of about 30 to 200 μm.

도 7 에는 상기 동심원 패턴을 가진 렌즈를 도광판(71)에 응용을 한 실시예가 도시되어 있다. 도광판은 LCD 백라이트에 사용이 되는 부품으로서 본 발명의 동심원 패턴을 가진 평판 렌즈(51)를 응용함으로서 빛의 경로를 조절할 수 있다.FIG. 7 illustrates an embodiment in which a lens having the concentric pattern is applied to the light guide plate 71. The light guide plate is a component used in the LCD backlight, and the light path can be adjusted by applying the flat lens 51 having the concentric pattern of the present invention.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but this is by way of example only and not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 실시 예에 따르면 본 발명은 동심원 패턴을 가진 렌즈를 반도체 공정을 이용하여 제조함으로써 정밀성을 향상시켜 마이크로 단위의 렌즈를 만들 수 있게는 효과가 있다. 또한 본 발명은 도광판(Light Guiding Plate) 및 다양한 광학부품 및 회절소자(Diffractive Optical Element) 등에 응용되어 광 경로를 변환시킬 수 있으며, 제조 공정이 간단하여 제조 원가를 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment described above, the present invention has an effect of making a lens in a micro unit by improving precision by manufacturing a lens having a concentric pattern using a semiconductor process. In addition, the present invention can be applied to the light guide plate (Light Guiding Plate) and various optical components and diffractive elements (element) to convert the optical path, and the manufacturing process is simple, there is an effect that can reduce the manufacturing cost.

도 1은 일반적인 프레넬 렌즈의 평면도 및 수직 단면도.1 is a plan view and a vertical cross-sectional view of a typical Fresnel lens.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동심원 패턴이 형성된 마스크의 정면도. 2 is a front view of a mask having a concentric circle pattern according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3d는 마스크를 이용하여 동심원 패턴을 기판에 형성하는 공정도.3A to 3D are process drawings for forming a concentric circle pattern on a substrate using a mask.

도 4a 내지 도 4c는 상기의 제조가 된 동심원상 렌즈의 구조를 이용하여 스탬퍼를 만드는 공정도.Figures 4a to 4c is a process chart for making a stamper using the structure of the concentric circular lens manufactured above.

도 5는 본 발명에 따라 제조된 동심원 패턴을 가진 렌즈의 형상도.Figure 5 is a shape of the lens having a concentric pattern produced in accordance with the present invention.

도 6은 도 5에 도시된 렌즈의 동심원 패턴의 총거리를 보인 도면.6 is a view showing the total distance of the concentric pattern of the lens shown in FIG.

도 7은 본 발명에 따른 동심원 패턴을 가진 렌즈를 도광판에 응용한 일 예시도.7 is an exemplary diagram in which a lens having a concentric circle pattern according to the present invention is applied to a light guide plate.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

21: 마스크21: mask

22: 빛이 통과되는 부분22: where light passes

23: 빛이 통과되지 않는 동심원 패턴23: Concentric pattern without light passing through

30: 기판30: substrate

31: 코팅된 포토 레지스트31: coated photoresist

32: 노광/현상된 포토 레지스트32: Exposed / developed photoresist

33: 리플로우 공정 후의 포토 레지스트33: Photoresist after Reflow Process

41: 금속 박막41: metal thin film

42: 니켈 전기 도금된 부분, 스탬퍼42: nickel electroplated part, stamper

43: 음각된 동심원 패턴43: Engraved concentric pattern

Claims

A first step of manufacturing a mask having a concentric pattern;

A second step of aligning and exposing the mask on a photoresist-coated substrate;

Developing the exposed substrate to obtain a concentric pattern of a photoresist having a torus shape;

Performing a reflow process on the developed substrate to bend the torus-shaped photoresist;

A fifth step of fabricating a concave stamper having a concentric circle pattern formed of the torus-shaped photoresist; And

And a sixth step of ejecting the lens having the concentric pattern by using the stamper as a mold.

The method of claim 1,

The mask is a method of manufacturing a lens having a concentric pattern, characterized in that the film mask or chrome mask.

The method of claim 2,

The fifth step includes coating a metal thin film on the substrate, performing nickel electroplating on the metal thin film, separating the nickel electroplated portion from the substrate, and the nickel electroplated portion. The method of manufacturing a lens having a concentric pattern, characterized in that it comprises the step of forming the stamper.

The method of claim 3,

The fifth step is a method of manufacturing a lens having a concentric pattern, characterized in that the coating of chromium with the metal thin film coating.

The method of claim 4, wherein

The fifth step is a method of manufacturing a lens having a concentric pattern, characterized in that for further coating gold after coating the chromium.

The method of claim 1,

Each torus constituting the concentric pattern of the mask has a different thickness, characterized in that the manufacturing method of the lens having a concentric pattern.

The method of claim 1,

Method of manufacturing a lens having a concentric pattern, characterized in that the concentric circles of the lens emitted in the sixth step is formed at a predetermined interval.

The method of claim 1,

The concentric circles of the lens emitted in the sixth step is a method of manufacturing a lens having a concentric pattern, characterized in that the contact with the neighboring torus.