KR20080055244A - 마이크로 렌즈 패턴 형성방법, 도광판용 코어금형의제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법 - Google Patents

마이크로 렌즈 패턴 형성방법, 도광판용 코어금형의제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 렌즈 패턴 형성방법, 도광판용 코어금형의 제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법에 관한 것으로, 기판의 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 포토레지스트의 상부에 확산판을 위치시키는 단계; 상기 확산판의 상부에 마이크로 렌즈의 평면형상이 패터닝된 마스크를 위치시키는 단계; 상기 마스크 및 상기 확산판에 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광시키는 단계; 노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 경사면이 형성된 마이크로 렌즈의 원형틀을 형성하는 단계; 상기 원형틀이 형성된 상기 기판의 표면에 금속박막을 코팅하는 단계; 상기 금속박막의 표면에 코어금형 원재료를 도금하는 단계; 상기 코어금형 원재료와 상기 기판을 분리하여 상기 원형틀에 의한 마이크로 렌즈틀이 형성된 코어금형을 제조하는 단계를 포함하며, 이에 따라 도광판 제조시 마이크로 렌즈의 균일한 외관품질을 유지할 수 있으며, 도광판의 제작기간을 단축시킴과 동시에 도광판에 의한 광의 출사각을 향상시킬 수 있도록 한 도광판용 마이크로 렌즈를 형성 시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

마이크로 렌즈 패턴 형성방법, 도광판용 코어금형의 제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법{method for manufacturing of micro lens, method for manufacturing core mold of light guide plate and method for manufacturing light guide plate by core mold}
도 1은 본 발명에 따른 코어금형의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 따른 코어금형의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 코어금형의 제조방법에서 음각 코어금형의 제조를 나타낸 공정도이다.
도 4는 본 발명에 따른 코어금형을 이용한 도광판의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 코어금형을 이용한 도광판의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 기판
20 : 원형틀
30 : 금속박막
40 : 코어금형(음각 코어금형)
40a : 마이크로 렌즈틀(음각 마이크로 렌즈틀)
50 : 양각 코어금형
100 : 도광판
100a : 마이크로 렌즈
본 발명은 도광판(Light Guiding Plate : LGP)의 제작방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 도광판용 마이크로 렌즈(Micro Lens) 패턴이 형성된 코어금형(Core mold)을 이용하여 도광판을 제조할 수 있도록 한 마이크로 렌즈 패턴 형성방법, 도광판용 코어금형의 제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격적인 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 단점을 갖고 있다.
이에 반하여, 액정표시장치(liquid crystal digital : LCD)는 소형화, 경량 화, 저전력 소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.
일반적으로 액정표시장치는 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시한다.
이러한 액정표시장치는 자기발광형 디스플레이 장치인 CRT와 달리, 비발광형 소자이므로 액정 표시 패널에 화상을 표시하기 위해서는 외부에서 빛을 공급받아야 한다. 백라이트 유닛(Back Light Unit : BLU)은 액정 표시패널의 후면에서 빛을 공급하는 면광원장치로서 조광장치의 특성상 액정표시장치 구동전력의 70% 이상을 소비하게 된다.
따라서 백라이트 유닛의 구조에 의해 액정표시장치의 크기 및 광효율 등이 달라지게 되어 액정표시장치의 기계적/광학적 특성이 많은 영향을 받는다.
상술한 백라이트 유닛은 광을 공급하는 광원의 위치에 따라 직하방식과 에지(edge)방식으로 구분되며, 노트북이나 모니터용 LCD처럼 화면의 밝기가 300nit 이하이고 경량, 박형이어야 하는 경우에는 에지방식이 채택되며, 두께보다는 휘도가 중시되는 경우에는 직하형을 채택하는 것이 일반적이다.
일반적으로, 에지형 백라이트 유닛은 광을 발생하는 광원부와 광원부의 측단에 위치하여 광원에서 발생된 선광원을 균일한 면광원으로 변환하기 위한 도광부로 구성된다.
도광부는 광을 유도하는 도광판과 광효율 및 집광효율을 향상하기 위한 부재 및 필름류를 포함한다. 도광판은 광원에서 발생된 광을 LCD 패널의 전영역으로 균일하게 출사시키는 부품으로서 가볍고 가시광선에 대한 투과성이 우수한 PMMA(Polymethyl methacrylate) 계열의 아크릴 수지로 형성된다.
그러나 에지형 백라이트 유닛은 광원이 도광판의 일측단 또는 양측단에 위치하므로 광원부에 가까운 쪽과 먼 쪽에서의 광밀도 차이가 발생하며 이에 따라 휘도 분포의 불균일성을 초래한다. 따라서 도광판 내부로 입사된 광을 산란 및 난반사시켜 액정 표시 패널 방향으로 출사시키는 마이크로 렌즈(또는 광확산 렌즈)를 도광판의 배면에 형성하여야 한다.
상기 마이크로 렌즈는 광산란 잉크를 도광판 배면에 스크린 인쇄하는 인쇄방식과 광을 반사, 산란, 굴절시키는 부재를 도광판 배면에 가공하는 무인쇄방식으로 구분할 수 있다.
최근에는 사출기술의 발달로 양산 수율과 광효율상의 장점을 가진 무인쇄방식을 많이 채택하는 경향이다.
이러한 무인쇄방식에 의한 마이크로 렌즈는 다이아몬드 블레이드 등과 같은 경질부재를 이용하여 사출된 도광판의 배면에 직접 마이크로 렌즈 형상을 가공하는 후공정 방식이 있으며, 도광판을 제작하는 금형 자체에 마이크로 렌즈 형상에 대응하는 패턴을 형성하여 도광판의 제작단계에서 가공하는 전공정 방식으로 형성될 수 있다.
최근 들어 액정표시장치의 제품 사이클은 점점 더 짧아지는 추세이며, 이에 대응하기 위하여 액정표시장치의 구성부품에 대한 제작기간도 짧아질 것을 요구하고 있다. 이에 따라 상기 마이크로 렌즈도 전공정에서 도광판과 일체로 제작됨으로써 공정수 감소와 제작효율을 높이고 있다.
그러나 상술한 바와 같은 전공정 방식으로 도광판을 대량 생산하려면, 다수의 금형이 요구된다. 따라서 개별적으로 다수의 금형을 제작하게 되면 제작기간도 많이 소요되어 도광판의 제조 공정이 늘어나는 문제점이 있다.
더욱이 각 금형에 형성되는 마이크로 렌즈 패턴들의 균일성을 보장할 수 없어 사출되는 금형에 따라 상이한 마이크로 렌즈를 갖는 도광판이 생산되는 문제점이 있다.
또한, 액정표시장치에 사용되는 도광판은 장치면과 약 90도를 이루는 높은 출사각의 광이 필요한 반면, 기존의 기술에 의해 제조되는 도광판은 마이크로 렌즈에 의한 광의 출사각이 도광판 면에 대하여 20~40도 정도로 매우 낮아, 낮은 출사각을 높이기 위하여 별도의 프리즘 필름이나 확산 필름을 사용하여야 하는 문제점이 있다.
따라서 마이크로 렌즈의 균일한 외관품질 및 도광판의 제작기간을 단축시킴과 동시에 도광판에 의한 광의 출사각을 향상시킬 수 있는 도광판 및 도광판의 마이크로 렌즈의 제작방법에 관한 연구, 개발이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 도광판의 제작기간을 단축시킴과 동시에 도광판에 의한 광의 출사각을 향상시킬 수 있도록 한 도광판용 마이크로 렌즈 형성을 위한 코어금형의 제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로 렌즈 패턴 형성방법은, 기판의 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 포토레지스트의 상부에 확산판을 위치시키는 단계; 상기 확산판의 상부에 마이크로 렌즈의 평면형상이 패터닝된 마스크를 위치시키는 단계; 상기 마스크 및 상기 확산판에 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광시키는 단계; 노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 경사면이 형성된 마이크로 렌즈의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 마스크에 패터닝되는 상기 마이크로 렌즈의 평면형상은 사각인 것이 바람직하다.
상기 경사면은 상기 확산판의 광 확산각에 따라 그 기울기가 변화된다.
상기 포토레지스트의 현상은 상온의 현상액에 상기 포토레지스트를 침지시키는 디핑(Dipping) 방식이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도광판용 코어금형의 제조방법은, 기판의 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 포토레지스트의 상부에 확산판을 위치시키는 단계; 상기 확산판의 상부에 마이크로 렌즈의 평면형상이 패터 닝된 마스크를 위치시키는 단계; 상기 마스크 및 상기 확산판에 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광시키는 단계; 노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 경사면이 형성된 마이크로 렌즈의 원형틀을 형성하는 단계; 상기 원형틀이 형성된 상기 기판의 표면에 금속박막을 코팅하는 단계; 상기 금속박막의 표면에 코어금형 원재료를 도금하는 단계; 상기 코어금형 원재료와 상기 기판을 분리하여 상기 원형틀에 의한 마이크로 렌즈틀이 형성된 코어금형을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 기판은, 일면이 경면 연마된 유리기판인 것이 바람직하다.
상기 마스크에 패터닝되는 상기 마이크로 렌즈의 평면형상은 사각인 것이 바람직하다.
상기 마스크에 패터닝되는 상기 마이크로 렌즈의 평면형상은 원형인 것이 바람직하다.
상기 경사면은 상기 확산판의 광 확산각에 따라 그 기울기가 변화된다.
상기 포토레지스트의 현상은 상온의 현상액에 상기 포토레지스트를 침지시키는 디핑(Dipping) 방식인 것이 바람직하다.
상기 금속박막을 코팅하는 단계는, 상기 기판과 상기 원형틀의 상면에 크롬(Cr)을 코팅하는 단계; 상기 크롬의 표면에 금(Au)을 코팅하는 단계를 더 포함한다.
상기 코어금형의 원재료는 니켈(Ni)이며, 상기 금속박막의 표면에 전기도금되는 것이 바람직하다.
상기 코어금형 원재료와 상기 기판을 분리하는 단계; 이후, 상기 마이크로 렌즈틀이 형성된 상기 코어금형의 표면에 니켈을 도금하는 단계; 상기 코어금형과, 상기 코어금형에 도금된 니켈을 분리하여 상기 코어금형에 대향된 대향코어금형을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도광판용 마이크로 렌즈 형성을 위한 코어금형를 이용한 도광판의 제조방법은, 상기의 제조방법에 의해 제조되고 표면에 마이크로 렌즈틀이 형성된 코어금형을 하부금형에 안착하는 단계; 상기 하부금형에 상기 하부금형과 결합되어 도광판의 금형공간을 형성하는 상부금형을 결합하는 단계; 상기 금형공간에 도광판의 원재료를 주입하고 냉각하는 단계; 상기 상부금형과 상기 하부금형을 분리하여 냉각된 도광판을 사출하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 도광판용 코어금형의 제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
또한, 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있으며, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 그 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수도 있다.
먼저 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 도광판용 코어금형의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 코어금형의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 따른 코어금형의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 의한 코어금형을 제작하기 위해서 스핀 코터(Spin Coater) 장비를 이용하여 도 2a에 도시한 바와 같이 실리콘 웨이퍼 기판(10) 상에 감광제인 포토레지스트(Photo Resist : PR)를 도포한다(단계 S110).
여기서, 기판(10)은 두께 2~10 mm의 경면 연마한 유리기판을 사용할 수도 있다. 그리고 포토레지스트(PR)는 광반응성 물질로 포토레지스트(PR)의 두께를 달리함으로써 후술할 도광판(100)에 형성되는 마이크로 렌즈틀(40a, 도 2b 참조)의 두께를 조절할 수 있다.
한편, 포토레지스트(PR)의 도포 후에, 포토레지스트(PR)가 도포된 기판(10)을 소프트 베이킹(Soft baking)을 할 수도 있다. 이때 베이킹 조건은 온도 70~120℃에서 시간은 2~30분 정도인 것이 바람직하다.
이후 포토레지스트(PR)의 도포 공정이 완료되면, 도 2b에 도시한 바와 같이 포토레지스트(PR)의 상부에 확산판(LD)을 배치하고(단계 S120), 확산판(LD)의 상부에 도광판(100)에 형성하고자 하는 마이크로 렌즈(100a)의 평면형상이 패터닝된 마스크(M)를 얼라인 시킨다(단계 S130).
여기서, 마이크로 렌즈(100a)의 패턴 정밀도에 따라 필름 마스크나 크롬 마스크 등을 사용할 수 있다. 크롬 마스크의 경우 마이크로 렌즈(100a)의 크기를 1㎛ 정도의 정밀도로 제작이 가능하기 때문에 크롬 마스크를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 확산판(LD)은 마스크(M)를 통한 포토리소그라피(photolithography) 공정을 수행할 때 광원(미도시)에서 방출되어 마스크(M)를 통과한 광을 평행광에서 소정의 각도(θ)로 확산되는 확산광으로 전환시키는 것이다.
한편, 상술한 확산판(LD)과 마스크(M)의 얼라인이 완료되며, 도 2c에 도시된 바와 같이 포토리소그라피에 의한 노광을 실시한다(단계 S140).
이때, 포토리소그라피 공정시 광원에서 방출되는 관은 평행광학계(미도시)에 의해 평행광으로 전환되어 마스크(M)에 입사되며, 마스크(M)에 입사되는 광은 마스크(M)에 패터닝된 마이크로 렌즈(100a)의 패턴을 따라 투사되어 확산판(LD)으로 입사된다.
여기서 확산판(LD)으로 입사된 평행광은 확산판(LD)에 의해 소정의 각도(θ)로 확산되며, 확산된 확산광은 기판(10)에 도포된 포토레지스트(PR)에 입사된다. 이때 포토레지스트(PR)에 입사되는 확산광은 확산판(LD)에 의해 소정의 각도(θ)로 확산되는 상태로 광 반응되는 포토레지스트(PR)의 외주면에 경사면을 형성하게 된다.
이후, 포토리소그라피 공정이 완료되면, 도 2d에 도시된 바와 같이, 별도의 현상공정을 거쳐 광 방응되지 않은 포토레지스트(PR)를 제거한다(단계 S150). 이러한 현상공정은 상온의 현상액에 침지시키는 디핑(Dipping) 방식이 바람직하다.
이때 현상공정에 의해 기판(10)의 잔류하는 포토레지스트(PR)는 이후 설명될 코어금형(40)의 마이크로 렌즈틀(40a)의 원형틀(20)이 된다. 이러한 마이크로 렌즈틀(40a)의 원형틀(20)은 코어금형(40)에 의해 제조되는 도광판(100)의 크기 또는 백라이트 유닛의 광원(미도시)의 밝기에 따라 그 위치, 분포밀도 및 개수가 가변적으로 변화될 수 있다.
이러한 원형틀(20)은 포토리소그라피 공정시 확산판(LD)에 의해 확산되는 광에 의해 원형틀(20)의 상부에서 하부로 진행될수록 확장되는 형상으로 외주면에 경사면이 형성된다.
이러한 경사면은 확산판(LD)에 의해 확산되는 광의 확산 각도와 동일하게 형성된다. 따라서 원형틀(20)의 경사면은 확산 각도가 다른 확산판(LD)으로 교체함으로써 변화시킬 수 있다.
또한, 상술한 원형틀(20)은 마스크(M)에 형성된 패턴에 따라 다양한 평면 형태를 얻을 수 있다. 예를 들어 마스크(M)에 형성되는 패턴의 형상이 사각 또는 원형으로 형성되었을 경우 도 2e 내지 도 2f에 도시된 바와 같이 사각뿔기둥 또는 원뿔기둥과 같은 형상을 얻을 수 있다.
즉, 원형틀(20)에 의해 최종적으로 형성되는 마이크로 렌즈(100a)의 평면형상은 마스크(M)에 형성되는 패턴에 따라 사각, 원형을 포함하는 다른 형상 즉, 타원, 오각, 육각, 비대칭 폐곡선 등의 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 마이크로 렌즈(100a)의 모양은 패터닝되는 마스크(M)에 패턴 평면형상에 따라 결정된다.
상술한 과정을 완료함에 따라 원형틀(20)에 의해 마이크로 렌즈(100a) 패턴이 완성되며, 이러한 마이크로 렌즈(100a) 패턴은 후술하는 과정을 거처 코어금형(40)의 제조에 사용된다.
이하 코어금형의 제조에 대하여 설명한다.
마이크로 렌즈(100a) 패턴의 형성이 완료되면 도 2g에 도시한 바와 같이 코어금형(40)을 형성하기 위한 금속박막(30)의 코팅을 실시한다(단계 S160). 이러한 금속박막(30) 코팅은 보통 크롬(Cr) 코팅을 많이 하며, 금(Au)을 추가로 코팅할 수 있다.
그리고 상기 금속박막(30) 코팅이 끝나면, 기판(10)을 도금장비에 장착하고 도 2h에 도시된 바와 같이 니켈 전기 도금을 실시한다(단계 S170). 이때 공급되는 전류는 각 스텝에 따라 수 암페어를 흘리며 이에 따른 도금두께는 400~450㎛ 정도가 바람직하다. 이와 같이 니켈 도금된 영역이 코어금형(40)이 된다.
상기 니켈 전기 도금을 통해 코어금형(40)이 도금되면, 기판(10)과 코어금형(40)을 분리시킴으로써 코어금형의 제조가 완료된다(단계 S180). 이때 분리된 코어금형(40)의 표면에는 마이크로 렌즈틀(40a)의 패턴이 음각으로 전사된 형태를 가진다.
한편, 상술한 바와 같은 코어금형은 양각 코어금형과, 음각 코어금형으로 나뉘어 질수 있다. 상술한 과정에서 제조되는 코어금형은 음각 코어금형에 해당하는 것이며(이하, '음각 코어금형'이라 한다.), 제조된 음각 코어금형을 이용하여 양각 코어금형을 제조할 수도 있다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 코어금형의 제조방법에서 음각 코어금형의 제조를 나타낸 공정도이다.
도시한 바와 같이 상술한 바와 같은 코어금형 제조방법에 의해 제조된 음각 코어금형(40)에는 마이크로 렌즈틀(40a)의 패턴이 음각으로 형성되어 있다. 이러한 음각 코어금형(40)의 음각 패터닝 면에 다시 한번 니켈 전기 도금을 실시하고, 음각 코어금형(40)과 음각 코어금형(40)에 도금된 영역을 분리하면 분리된 도금영역이 양각 코어금형(50)이 된다.
이러한 양각 코어금형(50)에는 음각 코어금형(40)에 형성된 마이크로 렌즈틀(40a)에 대응되는 양각형태의 마이크로 렌즈틀(50a, 도 3b 참조)이 전사된 형태로 패터닝된다.
한편 상술한 바와 같은 양각 코어금형(50)은 상술한 음각 코어금형(40)의 제작과정 중에서 포토리소그라피 공정이 포지티브(positive)(또는 네거티브)로 수행되었을 경우 이를 네거티브(negative)(또는 포지티브)로 수행하여 상술한 음각 코어금형(40)의 제조공정을 이용하여 바로 양각 코어금형(50)을 제조할 수도 있을 것이다. 이는 공지의 기술이므로 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 도광판용 마이크로 렌즈 형성을 위한 코어금형를 이용한 도광판의 제조방법을 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명에 따른 코어금형을 이용한 도광판의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 코어금형을 이용한 도광판의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 4 및 도 5a에 도시한 바와 같이 먼저 도광판(100)의 형상을 구비하고 있는 하부금형(110)을 제작한다(단계 S210). 여기서 하부금형(110)은 제작하고자 하는 도광판(100)의 형상에 대응하는 공간부를 갖으며, 그 내측 하면에 상술한 코어 금형(음각 코어금형 또는 양각 코어금형)이 안착되도록 직사각 형상의 홈이 형성된다.
이후, 도광판(100)의 배면에 마이크로 렌즈(100a)를 형성하기 위하여, 하부금형(110)의 내부에 코어금형(40)을 안착시킨다(단계 S220). 이러한 코어금형(40)은 그 표면에 마이크로 렌즈(100a)의 패턴이 형성되어 있으며, 하부금형(110)의 측벽에 밀착되어 고정된다.
이어서, 하부금형(110)의 상부에 하부금형(110)과 결합되어 도광판(100)이 형성되기 위한 공간을 형성하는 상부금형(120)을 제작하고(단계 S230), 상부금형(120)과 하부금형(110)을 조립하여 도광판(100) 제작용 금형을 완성한다(단계 S240). 따라서 결합된 상부금형(120)과 하부금형(110)의 내부에는 도광판(100)의 형상에 대응하는 밀폐공간이 형성된다.
이후, 각 금형(110, 120)에 의해 형성된 밀폐공간에 도광판 재료를 주입하고(단계 S250), 소정 시간 냉각시키면(단계 S260), 금형 내부에 형성된 밀폐공간의 형상을 따라 액상의 도광판 재료가 응고되기 시작한다.
이때, 도광판 재료는 기계적 강도가 우수하고, 가벼우며 가시광선에 대한 투과율이 우수해야 하는 조건을 만족해야 하므로 PMMA(Polymethyl Methacrylate) 계열의 아크릴 수지가 사용되며, 경량화가 특히 강조되는 경우에는 비중 1.0인 올레핀계의 투명수지가 이용될 수 있다.
한편, 밀폐공간의 바닥부에 위치한 상기 코어금형(40)의 마이크로 렌즈틀(40a)의 패턴을 따라 액상의 도광판(100) 재료가 응고됨으로써 도광판(100) 배면 에 마이크로 렌즈(100a)가 형성된다.
이후, 상기 상부금형(120)과 하부금형(110)을 분리하여 응고된 도광판을 사출하면(단계 270), 표면에 마이크로 렌즈(100a)가 형성된 도광판(100)의 제조가 완료된다. 이후 제조된 도광판(100)은 별도의 후공정을 거쳐 백라이트 유닛에 사용될 수 있다.
도광판(100)에 형성된 마이크로 렌즈(100a)에는 확산판(LD)에 의한 경사면이 형성된다. 이와 같이 마이크로 렌즈(100a)에 형성된 경사면은 확산판(LD)의 확산각에 의해 형성되는 것으로 확산각이 다른 확산판(LD)으로 교체함으로 마이크로 렌즈(100a)의 경사면 각도를 조절할 수 있다.
즉, 확산판(LD)을 교체함으로써 최종적으로 제조되는 마이크로 렌즈(10a0)의 경사면의 경사각을 조절할 수 있다. 이러한 마이크로 렌즈(100a)의 경사면은 백라이트유닛의 광원에서 방출되는 광을 굴절시는 반사면의 역할을 수행한다. 따라서 확산판(LD)을 교체함으로써 마이크로 렌즈(100a)의 경사면이 조절되어 광원에서 방출되는 광의 굴절율을 조절할 수 있다.
이와 같이 광의 굴절율을 조절함으로써 광원에서 도광판(100)내로 진행되는 광이 마이크로 렌즈(100a)의 경사면에 의해 반사되거나 산란되어 도광판(100)이 필요한 광학 성능을 제공할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명 을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서?? 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 렌즈 패턴 제조방법에 따르면, 도광판 금형 제조시 확산판을 이용하여 1회의 노광만으로 3차원의 마이크로렌즈를 제조할 수 있으며, 도광판에 의한 광의 출사각을 향상시킬 수 있도록 한 도광판용 마이크로 렌즈를 형성 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 도광판용 코어금형의 제조방법 및 코어금형을 이용한 도광판 제조방법에 따르면, 도광판 제조시 마이크로 렌즈의 균일한 외관품질을 유지할 수 있으며, 도광판의 제작기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 기판의 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 포토레지스트의 상부에 확산판을 위치시키는 단계;
    상기 확산판의 상부에 마이크로 렌즈의 평면형상이 패터닝된 마스크를 위치시키는 단계;
    상기 마스크 및 상기 확산판에 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광시키는 단계;
    노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 경사면이 형성된 마이크로 렌즈의 틀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 확산판의 광 확산각에 따라 그 기울기가 변화되는 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 포토레지스트의 현상은 상온의 현상액에 상기 포토레지스트를 침지시키는 디핑(Dipping) 방식인 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  4. 기판의 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 포토레지스트의 상부에 확산판을 위치시키는 단계;
    상기 확산판의 상부에 마이크로 렌즈의 평면형상이 패터닝된 마스크를 위치시키는 단계;
    상기 마스크 및 상기 확산판에 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광시키는 단계;
    노광된 상기 포토레지스트를 현상하여 경사면이 형성된 마이크로 렌즈의 원형틀을 형성하는 단계;
    상기 원형틀이 형성된 상기 기판의 표면에 금속박막을 코팅하는 단계;
    상기 금속박막의 표면에 코어금형 원재료를 도금하는 단계;
    상기 코어금형 원재료와 상기 기판을 분리하여 상기 원형틀에 의한 마이크로 렌즈틀이 형성된 코어금형을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기판은, 일면이 경면 연마된 유리기판인 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 마스크에 패터닝되는 상기 마이크로 렌즈의 평면형상은 사각인 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 마스크에 패터닝되는 상기 마이크로 렌즈의 평면형상은 원형인 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 확산판의 광 확산각에 따라 그 기울기가 변화되는 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 포토레지스트의 현상은 상온의 현상액에 상기 포토레지스트를 침지시키는 디핑(Dipping) 방식인 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 금속박막을 코팅하는 단계는,
    상기 기판과 상기 원형틀의 상면에 크롬(Cr)을 코팅하는 단계;
    상기 크롬의 표면에 금(Au)을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 코어금형의 원재료는 니켈(Ni)이며, 상기 금속박막의 표면에 전기도금되는 것을 특징으로 하는 도광판용 코어금형의 제조방법.
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 코어금형 원재료와 상기 기판을 분리하는 단계; 이후,
    상기 마이크로 렌즈틀이 형성된 상기 코어금형의 표면에 니켈을 도금하는 단계;
    상기 코어금형과, 상기 코어금형에 도금된 니켈을 분리하여 상기 코어금형에 대향된 대향코어금형을 형성하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 도광판 용 코어금형의 제조방법.
  13. 상기 제 4항에 의해 제조되고 표면에 마이크로 렌즈틀이 형성된 코어금형을 하부금형에 안착하는 단계;
    상기 하부금형에 상기 하부금형과 결합되어 도광판의 금형공간을 형성하는 상부금형을 결합하는 단계;
    상기 금형공간에 도광판의 원재료를 주입하고 냉각하는 단계;
    상기 상부금형과 상기 하부금형을 분리하여 냉각된 도광판을 사출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어금형을 이용한 도광판 제조방법.
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