KR20100057468A - 투명스크린 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로젝션 디스플레이에 사용될 수 있는 투명스크린을 제작하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 반사율과 투과율을 거의 자유자재로 조절할 수 있는 미소곡면 가공을 이용한 미소렌즈 및 미소거울 제작방법에 대한 것으로, 이를 위하여, 스크린의 일정부분은 완전 투과, 나머지는 완전 산란반사 형태, 또는, 스크린 전체적으로 부분 산란반사/ 부분 투과하는 형태로 구성함에 있어, 표면양각형으로, 산란반사하는 부분을 미소렌즈/미소거울 방식과 미소거울 방식으로 구현하며, 이들의 형태와 분포는 투사상의 해상도, 산란반사율 및 산란각에 따라 적절하게 정하여 거울 이외의 부분은 완전투과가 바람직하므로 거울부분만 반사를 가지도록 제작 한다. 또 다른 방법으로는, 상당한 투과를 위하여 적절한 0차 회절이 일어날 수 있는 얕고 랜덤한 표면양각을 투명스크린 전체에 걸쳐 형성한다.

투명, 스크린, 미소렌즈, 미소거울

Description

투명스크린 및 그 제조방법{Transparent screen and process for manufacturing the same}

본 발명은 프로젝션 디스플레이에 사용될 수 있는 투명스크린을 제작하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 반사율과 투과율을 거의 자유자재로 조절할 수 있는 미소곡면 가공을 이용한 미소렌즈 및 미소거울 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 미소렌즈는 굴절면만을 갖거나 평면과 회절면만을 갖도록 제작된다. 굴절은 면을 투과하는 빛의 경로가 꺽이는 광학 현상으로 빛의 파장이 길수록 꺽이는 각도가 작아짐이 일반적이다.

이 경우, 굴절면만을 갖는 미소렌즈는 열처리에 의하여 녹는 감광제를 사용하여 반도체 공정에 적용되는 사진공정(lithography) 과정을 통해 필요한 부분에만 감광제가 남도록 한 후, 열처리를 통해 감광제의 윗면을 곡면으로 하여 구성하며, 이러한 곡면이 굴절면이 되도록 한다. 이러한 방법으로 감광제를 매질로 하는 미소렌즈를 만들거나 이렇게 만들어진 형태를 틀로 하여 미소굴절렌즈를 만들게 된다.

회절 현상에 의해서도 굴절과 마찬가지로 빛의 진행 경로가 꺽이는 현상이 나타나는데 회절에서는 굴절에서와 반대로 빛의 파장이 길수록 꺽이는 각도가 커지 게 된다. 여기에서, 회절면만을 갖는 미소렌즈는 레이저 가공 시스템(laser direct writing system) 등을 이용하여 면의 형태를 만들고 나머지 제작 과정은 미소굴절렌즈의 제작 방법과 유사하게 제작한다. 이에 따라서 평면-회절면을 형성하게 되는 미소광학소자가 제작된다.

투명스크린은 일반적으로 두가지 기능을 가지는데, 첫 째는 일반 프로젝터용 스크린과 같이 투사된 상을 볼 수 있도록 빛을 산란 반사시키는 기능을 가지며, 둘 째는 스크린을 통해서 반대편의 물체를 볼 수 있도록 상당한 투과율을 가진 창과 같은 기능을 가진다.

이러한 투명스크린은 자동차 내비게이션/DMB, 광고용 또는 보안용 디스플레이 매체에 유용할 것이다. 이 경우, 투명스크린은 투사된 상이 보일 수 있도록 50~70 %의 산란반사율을 가지며, 반대편은 다소 밝기가 감소되었더라도 투명하게 보일 수 있도록 하여 구성한다.

이 경우, 일반적으로 발광다이오드를 이용하여 영상을 표출하도록 하는 초대형 스크린을 사용하여 광고 또는 정보등을 표출하여주는 것과, 마이크로젬(Micro-gem) 렌즈를 이용한 전면투사스크린 및 후면투사스크린 또는 다이아몬드 광학 스크린 등을 확산제 등과 함께 합성 제작 이용하여 홈시네마, 임원회의실, 화상회의실, 교육장, 휴게실, 전시장, 종교단체, 야외 전시장, 시뮬레이션, 교통상황실 등에 영상 투영스크린으로 이용되고 있다. 현재 이러한 제품들의 제조방법과 응용은 각각 다르지만 그 제조방법에 따른 응용 분야에 있어서 투영된 영상이 외부 환경 변화와 태양 또는 불빛 등의 밝기 변화에 매우 민감하고 영상의 균일성이 떨어져 흐리거나 일부 화상은 보이지 않게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 일반 프로젝터용 스크린과 같이 투사된 상을 볼 수 있도록 빛을 산란 반사시키는 기능을 가짐과 동시에, 스크린을 통해서 반대편의 물체를 볼 수 있도록 상당한 투과율을 가진 창과 같은 기능을 가지면서, 반사율과 투과율을 거의 자유자재로 조절할 수 있는 투명스크린을 제공하여 설치장소와 크기 및 환경에 구애받지 않는 고성능 투명스크린을 제공하는 데 있다.

투과 기능을 높여 자동차 DMB의 경우 시야 확보에 따라 안전에 도움을 주고, 광고용으로는 창문에 설치하여 실내를 볼 수 있을 뿐만 아니라 광고내용을 볼 수 있게 해주는 데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 투명스크린 제조방법은, 반사금속이 도포된 기판 상으로 형성된 패턴 및 위상소자를 이용하여 제작하는 투명스크린 제조방법에 있어서, 일정한 패턴을 가지는 마스크를 이용하여 노광하고 PR(포토레지스트) 용융 방법을 사용하여 미소가공 곡면을 이용하여 미소거울 및 미소렌즈 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 그레이스케일 마스크를 통한 노광 및 현상 공정을 통하여 미소가공 곡면을 이용하여 미소거울 및 미소렌즈 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 스페클 무늬를 노광시킨 다음 바닥이 상당부분 드러날 때까지 현상하 여 남는 부분을 랜덤한 미소렌즈로 형성하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, Positive PR로 코팅된 기판에 그레이스케일 마스크를 통하여 노광하는 제1 단계와; 최종 제품에서 거울 부분이 되는 마스크 열린 부분을 현상하고 식각하는 제2 단계와; 니켈 도금을 통하여 스템퍼용 마스터를 제작하는 제3 단계와; 충분한 반사가 이루어질 정도의 두께로 상기 반사금속이 입혀진 플라스틱 기판에 스템퍼를 이용하여 엠보싱하는 제4 단계와; Negative PR을 입힌 후 전 단계에서 사용된 마스크를 얼라인시켜 노광하는 제5 단계와; 현상시 마스크의 열린 부분만 PR로 덮여있게 하는 제6 단계와; 반사금속을 식각하여 PR이 씻겨나간 부분만 투명하게 하고, 거울 부분에 남아있는 PR은 씻어 내거나 투명한 경우 그대로 활용하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, Positive PR로 코팅된 기판에 그레이스케일 마스크를 통하여 노광하는 제1 단계와; 최종 제품에서 거울 부분이 되는 마스크 열린 부분을 현상하는 제2 단계와; RIE를 이용하여 PR이 식각된 부분의 기판을 식각하는 제3 단계와; 충분한 반사가 이루어질 정도의 두께로 상기 반사금속을 상기 유리 기판에 전체적으로 입히는 제4 단계와; Negative PR을 입힌 후 전 단계에서 사용된 마스크를 얼라인시켜 노광하는 제5 단계와; 현상시 마스크의 열린 부분만 PR로 덮여있게 하는 제6 단계와; 반사금속을 식각하여 PR이 씻겨나간 부분만 투명하게 하고, 거울 부분에 남아있는 PR은 씻어 내거나 투명한 경우 그대로 활용하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 투과율을 높이기 위하여 적절한 0차 회절이 일어날 수 있는 얕고 랜덤 한 부분투과 및 부분반사 랜덤 표면 양각을 기판에 형성하는 것을 특징으로 한다

또한, 스크린 기능을 강화시키도록 투과율을 줄이는 대신 산란반사를 높이기 위하여 위상소자 위에 반사금속을 얇게 코팅하거나 위상소자를 반사금속과 샌드위치시킨 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명은 일반 프로젝터용 스크린과 같이 투사된 상을 볼 수 있도록 빛을 산란 반사시키는 기능을 가짐과 동시에, 스크린을 통해서 반대편의 물체를 볼 수 있도록 상당한 투과율을 가진 창과 같은 기능을 갖으면서, 반사율과 투과율을 거의 자유자재로 조절할 수 있는 투명스크린을 제공하여 설치장소와 크기 및 환경에 구애받지 않는 고성능 투명스크린을 제공할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 투과 기능을 높여 자동차 DMB의 경우 시야 확보에 따라 안전에 도움을 주고, 광고용으로는 창문에 설치하여 실내를 볼 수 있을 뿐만 아니라 광고내용을 볼 수 있게 해주는 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 도 1은 렌즈배열 일 예시를 도시한 도면, 도 2는 거울배열 일 예시를 도시한 도면, 도 3은 반투명 스크린 일 예시를 도시한 도면, 도 4는 투명 샌드위치 일 예시를 도시한 도면, 도 5는 표면깊이와 투과파의 0차회절의 관계를 나타낸 그래프, 도 6은 파장 550 nm 빛에 대한 격자주기에 따른 1차 회절각의 변화를 나타낸 그래프, 도 7은 깊이 h=105 nm 인 구면거울에 대한 최대산란각 와 거울의 지름의 관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명에서는, 스크린을 크게 2가지 상이한 방법으로 구현하는데, 첫째, 스크린의 일정부분은 완전 투과, 나머지는 완전 산란반사 형태, 둘째 스크린 전체적으로 부분 산란반사/ 부분 투과하는 형태이다. 두가지 방법에 있어서 구현 형태는 모두 표면양각형으로 첫째 방법에서는 산란반사하는 부분이 미소렌즈/미소거울 방식과 미소거울 방식으로 구현하며, 이들의 형태와 분포는 투사상의 해상도, 산란반사율 및 산란각에 따라 적절하게 정한다. 거울 이외의 부분은 완전투과가 바람직하므로 거울부분만 반사를 가지도록 제작 한다. 둘째 방법에서는 상당한 투과를 위하여 적절한 0차회절이 일어날 수 있는 얕고 랜덤한 표면양각을 스크린 전체에 걸쳐 형성한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시 예를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 기판(100) 및 기판 상면에 위치하는 다수 개 미소렌즈(200)로 구성하는데, 도면에서는 렌즈(200)를 2개로 하여 표현하고 있지만 이에 국한되지 않음은 자명할 것이다.

여기에서 렌즈(200)가 장착된 이외의 기판(100) 부분은 완전 투명하게 하여 도 1에 보인 광선 반대편에 있는 물체를 상당한 투과도로 관찰할 수 있으며, 렌즈(200)가 있는 부분은 완전 반사거울로 제작하여 렌즈로 입사한 광선이 도 1에서와 같이 반사되어 산란되어 나가게 된다.

이 경우, 상기 기판(100)에 수직으로 입사하는 광선의 경우에는 렌즈(200)의 가장자리로 입사하는 광선들이 최대산란각

을 가진다. 여기서 h는 렌즈의 두께, D는 렌즈의 지름으로 렌즈는 두께 2h, 곡률반경

인 양볼록렌즈와 같은 역할을 한다. 이 때, 산란 특성은 미소렌즈(200)의 형태에 따라 조정할 수 있다.

예를 들어 타원 형태의 미소 렌즈의 경우 산란각이 방향에 따라 변화하게 할 수 있다. 또한, 산란광의 색깔 특성을 조정하기 위하여 렌즈의 크기를 랜덤하게 조정하며, 모아레무늬(Moire fringe)를 피하기 위하여 렌즈의 중심을 약간 랜덤하게 위치시킨다. 여기서 모아레무늬는 두 개 이상의 주기적인 물결무늬가 겹쳐서 생기는 간섭무늬를 의미한다.

이러한 제1 실시 예에 따른 기판(100) 및 렌즈(200)로 구성되는 투명스크린 제작 방법은 다음과 같다.

먼저, 기판(100)에는 미소렌즈(200) 배열을 적절한 분포로 하여 제작한다. 이 경우, 기판(100)은 알루미늄이나 은 등 반사 금속을 코팅시켜 구성함이 바람직하다.

이어서, 렌즈(200)가 없는 부분에 있어서 기판(100) 표면을 구성하고 있는 반사금속을 식각하는 과정을 거치게 한다.

예를 들면, 자동차 내비게이션/DMB 용 VGA급 7인치 스크린의 픽셀은 0.2222 mm 이므로 픽셀당 5x5 개의 미소렌즈(200)를 배열하여 60%의 반사율을 얻을 경우, 각 렌즈의 평균 지름은 39 micron으로 일반적인 제작방법으로 제작할 수 있다.

한편, 본 발명의 미소렌즈(200)는 결상용이 아니라 산란용이므로 정교한 표면 형태를 요하지 않는다. 이에 따라서, 본 발명에서는 마스크를 이용한 제작방법으로 일반적인 마스크를 통한 노광 및 PR(포토레지스트) 용융 방법을 사용하는데, 이 경우에는 PR 용융시 손상되지 않는 적절한 소재의 기판(100) 선택이 필요하다.

또한 그레이스케일 마스크를 통한 노광도 적절한 제작 방법이며, 이 경우에는 마스크의 제작 결과에 따라 산란반사 특성이 좌우된다.

또 다른 제작 방법으로는, 마스크 없이 스펙클 무늬 직접 노광을 이용한 랜덤 미소렌즈 제작방법을 사용할 수 있다. 여기에서, 스펙클 무늬(speckle pattern)는 시간적/공간적으로 미세 변동하는 부분으로 간섭성 빛들의 간섭으로 인하여 생기는 전력강도 분포를 나타낸다.

이를 위하여는, 먼저 스펙클 무늬를 노광시킨 다음, 바닥이 상당부분 드러날 때까지 현상하는데, 이 경우에는 남은 부분이 랜덤 미소렌즈 기능을 하게 되며, 스펙클 무늬의 특성에 따라 랜덤 미소렌즈들의 산란반사 특성이 달라진다.

그리고, 기판의 종류에 따라 랜덤 미소렌즈들의 용융 열처리를 통하여 산란 특성을 추가적으로 변화시킬 수도 있다. 이 경우 장점은 제작 과정이 여러 단계를 통하여 이루어지므로 산란 특성을 변화시킬 수 있는 여지가 크다는 점이다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로 미소거울 배열 방식을 도시한 제2 실시 예인 투명스크린의 측단면도이다. 도 2에서는 기판(100) 상면에 랜덤하게 위치하는 거울(310) 2개를 도시하고 있는데, 기판(100)은 거울(310) 이외의 부분이 완전 투명하게 완전투과기판면(110)을 구성하여 그림에 보인 광선 반대편에 있는 물체를 상당한 투과도로 관찰할 수 있으며, 거울은 입사한 광선을 그림과 같이 완전 반사시켜 여러 방향으로 산란되어 나가게 한다. 이 경우, 기판(100)에 수직으로 입사하는 광선의 경우 구면거울의 가장자리로 입사하는 광선들이 최대산란각

을 가지게 된다. 여기서 h는 거울의 최대 깊이, D는 거울의 지름이다.

그리고, 거울(310) 부분에 플라스틱과 같은 투명한 물질을 채우면서 산란 특성을 조정할 수 있는데, 동일한 형상의 거울에 있어서 투명한 물질을 채운 거울은 더 큰 산란각을 가지게 된다. 이 경우에도, 전술한 제1 실시예 에서의 미소렌즈의 경우와 마찬가지로 거울의 형태에 따라 산란 특성을 조절할 수 있음은 물론이다.

이하, 마스크를 이용한 미소거울 제작방법을 설명하면 다음과 같다.

거울의 경우에는 파장에 따른 반사각의 변화가 없으므로 색깔 특성 때문에 그 크기를 조정할 필요는 없으나, 산란 특성을 변화하기 위하여 조정할 수는 있다. 그리고, 미소렌즈의 경우와 마찬가지로 모아레무늬(Moire fringe)를 피하기 위하여 거울(310)의 중심을 약간 랜덤하게 위치시킨다. 그리고, 거울 제작을 위하여 그레이스케일 마스크를 통한 노광이 두 번에 걸쳐 이루어도록 함이 바람직하다. 이 경우에는 엠보싱이 가능한 플라스틱 기판에서와 엠보싱이 불가능한 유리와 같은 기판에 따라서 제작 방법이 약간 상이하다. 이에 따라서 기판 재질에 따른 제작 방법을 나누어서 설명한다.

먼저 엠보싱 가능한 플라스틱 기판 재질에 있어 제작방법을 설명한다.

이 경우, 그레이 스케일 마스크는 첫 째, 니켈 마스터를 제작하는데 사용되 며, 둘째, 반사 금속을 식각하기 위한 과정에 사용된다.

먼저, positive PR로 코팅된 기판에 그레이 스케일 마스크를 통하여 노광한다.

이어서, 현상시 최종 제품의 거울 부분이 되는 마스크의 열린 부분을 식각한다.

이어서, 니켈 도금을 통하여 스템퍼용 니켈 마스터를 얻는다. 이 경우 마스터로부터 복제 스템퍼를 여러 개 제작하려면 처음 단계에서 negative PR을 사용함이 바람직하다.

이어서, 충분한 반사가 이루어질 정도의 두께로 반사금속(알루미늄 또는 은)이 입혀진 플라스틱 기판에 스템퍼로 엠보싱한다. 이 경우, 반사금속은 엠보싱 후에 입힐 수도 있다.

이어서, negative PR을 입힌 다음 앞에서 사용된 마스크를 잘 align 하여 충분히 노광한다.

이어서, 현상을 실시하는데, 이 경우에는 현상시 마스크의 열린 부분(최종 제품의 거울 부분)만 PR로 덮여 있게 된다.

이어서, 반사금속을 식각하면 PR이 씻겨 나간 부분만 투명해진다. 거울 부분에 남아 있는 PR은 씻어 내거나 투명한 경우 앞에서 언급한 바와 같이 그대로 활용할 수도 있다.

이하, 엠보싱 불가능한 기판(유리 등)에 있어서의 기판 제작 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

이 경우에도, 그레이스케일 마스크는 첫 째는 기판의 식각 과정에, 둘 째는 반사금속을 식각하기 위한 과정에 사용된다.

먼저, positive PR로 코팅된 기판에 그레이 스케일 마스크를 통하여 노광한다.

이어서, 현상시 마스크의 열린 부분(최종 제품의 거울 부분)이 식각된다.

이어서, RIE 등을 이용하여 PR이 식각된 부분의 기판을 식각한다. 식각 과정의 조절을 통하여 거울 형상을 조정할 수 있다.

이어서, 충분한 반사가 이루어질 정도의 두께로 반사금속(알루미늄 또는 은)을 전체적으로 입힌다.

나머지 과정은 위의 엠보싱 가능한 플라스틱 기판의 경우와 동일하다.

이하, 도 3을 참조하여, 거시적으로 균일한 부분투과/부분반사 투명스크린 및 그 제작 방법에 대하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 부분투과/부분반사 랜덤표면(130)을 갖는 투명스크린을 보여 주는데, 오른편에서 입사하는 빛이 반사에 의하여 다른 방향으로 산란되는 것을 예시하였다. 이는 수많은 미소거울들에 의하여 여러 방향으로 산란되는 것으로 생각할 수 있다. 한편 오른편에서 오는 투과상은 되도록 산란없이 투과하는 것이 바람직하다.

이 경우, 랜덤한 표면은 푸리에 해석에 따라 격자들의 합성으로 취급할 수 있는데, 푸리에 광학이론(J.W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, p. 69, 70)에 의하면 사인파 위상격자의 경우 0차 회절효율은

(

는 0계 1종베셀 함수)이며, m은 최대 위상변화폭으로 굴절률 n , 최대 깊이

, 진공중 파장

에 대하여 투과파의 경우

, 반사파의 경우

로 주어진다. 예를 들어

nm 일 경우,

nm이면, 0차 회절효율은 투과파의 경우 83%, 반사파의 경우 0%가 되어(Fresnel 반사 무시), 위상격자는 투명한 창의 역할과 1차 및 고차회절에 의한 산란스크린의 기능을 동시에 갖게 된다.

도 5는 파장 550 nm, 굴절률 1.5의 경우, 표면깊이와 투과파의 0차회절의 관계를 도시한 그래프이다.

도 6을 참조하여 보면 회절각은 회절격자방정식에 따라 격자 주기에 역비례하는데, 위의 경우 격자 주기를 10 ㎛으로 하면 1차 회절각은 3.2° 가 된다.

한편 산란각을 기하광학적으로 예측하기 위하여 깊이 h=105 nm 인 구면거울을 고려할 경우, 최대산란각

와 거울의 지름은

의 관계를 갖는다. 이것을 도 7에 나타내었는데, D=10 의 경우 최대산란각 θ=4.8°로 위의 1차 회절각과 거의 일치한다.

스크린의 기능을 강화하기 위하여 투과율을 줄이는 대신 산란반사를 높이는 방법은 위상소자 위에 반사금속을 얇게 코팅하거나 위상소자를 반사금속판과 샌드위치하는 것이다.

코팅을 나중에 하는 대신 이미 코팅이 되어 있는 플라스틱 기판에 엠보싱하는 방법도 가능하다. 샌드위치의 경우 반사파에 대하여

로 주어지므로, 반사파의 0차 투과효율을 0으로 할 경우 투과파의 회절효율은 45%로 저하되고 투과상의 선명도가 낮아지는 문제점이 발생한다. 한편 본 스크린의 장점은 투사상을 반사와 동시에 투과로도 관찰할 수 있다는 점이다.

이하 랜덤표면의 제작방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

레이저 스펙클은 랜덤한 세기분포를 가지므로, 기존의 방법을 따라 이것을 포토레지스트에 노광시키면 랜덤한 표면을 얻을 수 있다. 이 경우, 스펙클의 세기 분포는 확산자에 비춰지는 레이저광의 회절에 의하여 주어지므로 레이저광의 형태를 조정하면 세기 분포를 변화시킬 수 있다. 1/e 세기가 R로 주어지는 파장 λ 인 가우스광의 경우, 스펙클 분포(correlation, 상관)는 거리 L에서

로 주어진다. 따라서 스펙클 크기는

로 주어지며, L=15 cm, 파장 λ=442 nm (He-Cd 레이저), 스펙클 크기 10 ㎛의 경우, 가우스광의 지름 2R = 8.4 mm 로 주어진다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 제작 방법 적용시, 본 고안에서 서술하는 스크린들은 반사율과 투과율을 거의 자유자재로 조절할 수 있게 된다. 이 경우, 프레넬 반사를 무시하고 반사율은 10%~90%가 가능하며, 투과율은100%-반사율로 주어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기술적 사상을 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 렌즈배열 일 예시를 도시한 도면

도 2는 거울배열 일 예시를 도시한 도면

도 3은 반투명 스크린 일 예시를 도시한 도면

도 4는 투명 샌드위치 일 예시를 도시한 도면

도 5는 표면깊이와 투과파의 0차회절의 관계를 나타낸 그래프

도 6은 파장 550 nm 빛에 대한 격자주기에 따른 1차 회절각의 변화를 나타낸 그래프

도 7은 깊이 h=105 nm 인 구면거울에 대한 최대산란각 와 거울의 지름의 관계를 나타낸 그래프

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100: 기판 110: 완전투과기판면

120: 부분반사면 130: 랜덤표면

200: 미소렌즈 310: 완전반사거울면

h: 렌즈두께 D: 렌즈지름

Claims (9)

1. 반사금속이 도포된 기판 상으로 형성된 패턴 및 위상소자를 이용하여 제작하는 투명스크린 제조방법에 있어서,

   일정한 패턴을 가지는 마스크를 이용하여 노광하고 PR(포토레지스트) 용융 방법을 사용하고 미소가공 곡면을 이용하여 상기 기판 표면의 일정 부분은 완전투과하고 나머지는 완전 반사 형태로 미소거울 및 미소렌즈 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 투명스크린 제조방법.
2. 반사금속이 도포된 기판 상으로 형성된 패턴 및 위상소자를 이용하여 제작하는 투명스크린 제조방법에 있어서,

   그레이스케일 마스크를 통한 노광 및 현상 공정을 통하여 미소가공 곡면을 이용하여 상기 기판 표면의 일정 부분은 완전투과하고 나머지는 완전 반사 형태로 미소거울 및 미소렌즈 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 투명스크린 제조방법.
3. 반사금속이 도포된 기판 상으로 형성된 패턴 및 위상소자를 이용하여 제작하는 투명스크린 제조방법에 있어서,

   스페클 무늬를 노광시킨 다음 바닥이 상당부분 드러날 때까지 현상하여 남는 부분을 랜덤한 미소렌즈로 형성하여 상기 기판 표면의 일정 부분은 완전투과하고 나머지는 완전 반사 형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 투명스크린 제조방법.
4. 반사금속이 도포된 플라스틱 기판 상으로 형성된 패턴 및 위상소자를 이용하여 제작하는 투명스크린 제조방법에 있어서,

   Positive PR로 코팅된 기판에 그레이스케일 마스크를 통하여 노광하는 제1 단계와;

   최종 제품에서 거울 부분이 되는 마스크 열린 부분을 현상하고 식각하는 제2 단계와;

   니켈 도금을 통하여 스템퍼용 마스터를 제작하는 제3 단계와;

   충분한 반사가 이루어질 정도의 두께로 상기 반사금속이 입혀진 플라스틱 기판에 스템퍼를 이용하여 엠보싱하는 제4 단계와;

   Negative PR을 입힌 후 전 단계에서 사용된 마스크를 얼라인시켜 노광하는 제5 단계와;

   현상시 마스크의 열린 부분만 PR로 덮여있게 하는 제6 단계와;

   반사금속을 식각하여 PR이 씻겨나간 부분만 투명하게 하고, 거울 부분에 남아있는 PR은 씻어 내거나 투명한 경우 그대로 활용하는 제7 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명스크린 제조방법.
5. 반사금속이 도포된 유리 기판 상으로 형성된 패턴 및 위상소자를 이용하여 제작하는 투명스크린 제조방법에 있어서,

   Positive PR로 코팅된 기판에 그레이스케일 마스크를 통하여 노광하는 제1 단계와;

   최종 제품에서 거울 부분이 되는 마스크 열린 부분을 현상하는 제2 단계와;

   RIE를 이용하여 PR이 식각된 부분의 기판을 식각하는 제3 단계와;

   충분한 반사가 이루어질 정도의 두께로 상기 반사금속을 상기 유리 기판에 전체적으로 입히는 제4 단계와;

   Negative PR을 입힌 후 전 단계에서 사용된 마스크를 얼라인(Allign) 시켜 노광하는 제5 단계와;

   현상시 마스크의 열린 부분만 PR로 덮여있게 하는 제6 단계와;

   반사금속을 식각하여 PR이 씻겨나간 부분만 투명하게 하고, 거울 부분에 남아있는 PR은 씻어 내거나 투명한 경우 그대로 활용하는 제7 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명스크린 제조방법.
6. 반사금속이 도포된 기판 상으로 형성된 패턴 및 위상소자를 이용하여 제작하는 투명스크린 제조방법에 있어서,

   투과율을 높이기 위하여 적절한 0차 회절이 일어날 수 있는 얕고 랜덤한 부분투과 및 부분반사 랜덤 표면 양각을 기판에 형성하는 것을 특징으로 하는 투명스크린 제조방법.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   스크린 기능을 강화시키도록 투과율을 줄이는 대신 산란반사를 높이기 위하 여 위상소자 위에 반사금속을 얇게 코팅하거나 위상소자를 반사금속과 샌드위치시킨 것을 특징으로 하는 투명스크린 제조방법.
8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 투명스크린
9. 제 7항에 따른 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 투명스크린.

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