KR20220023013A - 렌즈 구조체 및 렌즈 구조체 제작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층 형태이고 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개를 마이크로렌즈 어레이의 조리개로 제작하여, 광흡수율을 높이고 광학 크로스토크를 줄일 수 있는 렌즈 구조체와, 이의 제작 방법에 관한 것이다.

Description

렌즈 구조체 및 렌즈 구조체 제작 방법{Lens structure and manufacturing method thereof}
본 발명은, 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층 형태이고 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개를 마이크로렌즈 어레이의 조리개로 제작하여, 광흡수율을 높이고 광학 크로스토크를 줄일 수 있는 렌즈 구조체 및 이의 제작 방법에 관한 것이다.
현재 출시되고 있는 휴대용 단말기와 프로젝터 및 TV에 사용되는 디스플레이 기술의 발전으로 고해상도 화면뿐만 아니라 가상 화면 또는 3차원 영상 제공이 가능하다. 이러한 프로젝션, 가상 화면 또는 3차원 영상을 다양한 전자기기 상에서 구현하기 위해서는 각각의 용도에 적합하게 디자인 된 마이크로렌즈 어레이(MLA, Microlens Array)의 사용이 필수적이다.
마이크로렌즈 어레이는 1 mm 이하의 직경을 갖는 복수의 마이크로렌즈를 매트릭스 형상으로 형성한 것으로, 일방 면에 대략 반구면 형상으로 돌출된 마이크로렌즈를 종횡 방향으로 복수 병치시킨 형상을 가진다.
이러한 마이크로렌즈 어레이는 유효 초점 거리가 짧아 빛을 효과적으로 집속시킬 수 있고, 광학계를 초소형으로 제작 가능하며, 기존 일반 렌즈에 대비하여 얇게 제작이 가능함에 따라 곡면 형태로 제작하는 경우 넓은 화각을 가지는 장점이 있다.
그러나, 이와 같은 마이크로렌즈 어레이에 있어서, 인접한 마이크로렌즈 간 한 렌즈를 통과한 빛이 다른 렌즈로부터 들어온 빛과 겹쳐지게 되어 광학 크로스토크(Optical Crosstalk)가 발생될 수 있다. 따라서, 이에 크로스토크 현상을 방지하기 위한 대책이 요구되고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2009-0033725호(2009.04.06.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 금속층-유전체층-금속층 형태이고 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개를 마이크로렌즈 어레이의 조리개로 제작하여, 광흡수율을 높이고 광학 크로스토크를 줄일 수 있는 렌즈 구조체와, 이의 제작 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 렌즈 구조체는, 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층 형태이고, 상기 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개; 및 상기 적층형 조리개 일측면 상에 구비되는 마이크로렌즈 어레이;를 포함한다.
상기 적층형 조리개는, 제1 공극 패턴을 가지는 제1 금속층; 상기 제1 금속층 상부에 배치되는 유전체층; 및 상기 유전체층 상부에 배치되고, 상기 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴을 가지는 제2 금속층;을 포함하고, 상기 마이크로렌즈 어레이는, 상기 제2 금속층의 각 공극 상부에 구비되는 마이크로렌즈 복수개를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 금속층은 기판 상부에 형성되고, 상기 제2 금속층의 두께는 상기 제1 금속층의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제1 금속층은 기판 상부에 형성되고, 상기 제1 금속층의 두께는 상기 제2 금속층의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제1 공극 패턴의 공극의 직경과 상기 제2 공극 패턴의 공극의 직경이 동일하고, 상기 제1 공극 패턴 및 제2 공극 패턴의 공극의 직경은 상기 마이크로렌즈의 직경과 같거나 작을 수 있다.
상기 각 금속층을 형성하는 금속의 종류, 각 금속층의 두께, 및 상기 유전체층의 두께를 달리함에 따라, 상기 적층형 조리개의 광흡수율 특성이 변화될 수 있다.
상기 양 금속층 중 어느 하나의 금속층의 두께는 1 내지 20 nm 이고, 상기 유전층의 두께는 50 내지 300 nm 이며, 상기 양 금속층 중 다른 금속층의 두께는 100 nm 이상일 수 있다.
상기 적층형 조리개가 적어도 둘 이상 적층되어 다층구조를 이루되, 상기 적층형 조리개들 각각의 사이에는 투명층이 배치되고, 상기 각 적층형 조리개는, 제1 공극 패턴을 가지는 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상부에 배치되는 유전체층, 및 상기 유전체층 상부에 배치되고, 상기 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴을 가지는 제2 금속층을 포함하고, 상기 마이크로렌즈 어레이는, 상기 적층형 조리개들 중 최상부 적층형 조리개의 제2 금속층의 각 공극 상부에 구비되는 마이크로렌즈 복수개를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 적층형 조리개들 중 각각의 적층형 조리개에 있어서, 각 적층형 조리개의 제1 공극 패턴의 공극의 직경과 제2 공극 패턴의 공극의 직경이 동일하고, 상기 적층형 조리개들 중 어느 하나의 적층형 조리개의 제1 공극 패턴 및 제2 공극 패턴의 공극의 직경은, 다른 어느 하나의 적층형 조리개의 제1 공극 패턴 및 제2 공극 패턴의 공극의 직경과 상이할 수 있다.
상기 투명층의 두께는 1 내지 100 μm일 수 있다.
본 발명의 렌즈 구조체 제작 방법은, 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층 형태이고, 상기 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개를 형성하는 단계; 및 상기 적층형 조리개 일측면 상에 구비되는 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 적층형 조리개를 형성하는 단계는, 기판 상에 PR(Photoresist) 패턴을 형성하고, 상기 기판과 상기 기판 상의 PR 패턴 상에 제1 금속을 증착한 이후 상기 기판 상의 PR을 현상하여, 기판 상에 제1 공극 패턴을 가지는 제1 금속층을 형성하는 단계; 상기 제1 금속층 상에 유전체를 증착하여, 상기 제1 금속층 상에 유전체층을 형성하는 단계; 및 상기 유전체층 상에 상기 제1 금속층의 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 PR 패턴을 형성하고, 상기 유전체층과 상기 유전체층 상의 PR 패턴 상에 제2 금속을 증착한 이후 상기 유전체층 상의 PR을 현상하여, 상기 유전체층 상에 상기 제1 금속층의 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴을 가지는 제2 금속층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계는, 상기 제2 금속층의 각 공극 상부에 마이크로렌즈를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 금속층을 형성하는 단계와 상기 제2 금속층을 형성하는 단계에서, 상기 기판 상의 PR 패턴과 상기 유전체층 상의 PR 패턴은, 네거티브 PR을 코팅한 이후 리프트 오프(Lift-off) 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계에서, 상기 마이크로렌즈는, 상기 제2 금속층 상부에 마이크로렌즈용 PR을 코팅하여 패턴 노광 및 현상하고, 소수성 코팅 처리 이후 열적 리플로우(Thermal reflow)를 통해 형성될 수 있다.
상기 적층형 조리개를 형성하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하여 둘 이상의 적층형 조리개를 형성하되, 상기 적층형 조리개들 각각의 사이에 투명층을 형성하여, 적층형 조리개와 투명층을 교번하여 적층하는 단계; 및 상기 적층형 조리개들 중 최상부 적층형 조리개 상에 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 적층형 조리개를 형성하는 단계는, 기판 또는 투명층 상에 공극 패턴을 가지는 제1 금속층을 형성하고, 상기 제1 금속층 상에 유전체층을 형성하고, 상기 유전체층 상에 상기 제1 금속층의 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 공극 패턴을 가지는 제2 금속층을 형성할 수 있다.
본 발명의 렌즈 구조체는 금속층-유전체층-금속층 형태의 적층형 조리개가 광흡수층의 기능을 수행함에 따라 마이크로렌즈 어레이의 광학 크로스토크(optical crosstalk)를 획기적으로 줄일 수 있고, 본 렌즈 구조체를 이용하여 획득되는 이미지의 대비도(contrast) 및 해상도(optical resolution)가 향상될 수 있으며, 나아가, 적층형 조리개가 다수 구비됨에 따라 마이크로렌즈의 시야각(Field-of-view)과 F수(F-number)를 쉽게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 렌즈 구조체 제작 방법에 의하면 제작 과정에서 적층형 조리개를 대면적으로 제작할 수 있고, 제작 시 금속의 종류, 박막 및 유전체의 두께를 조절하여 적층형 조리개의 광흡수율 특성을 변화시켜 입사광의 최적 파장 영역대에 대응하는 적층형 조리개를 설계할 수 있으며, 나아가 금속층-유전체층-금속층이 초박막으로 제작됨에 따라, 렌즈 구조체 전체의 사이즈가 현저히 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 렌즈 구조체의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 렌즈 구조체에 입사되는 입사광을 함께 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 렌즈 구조체의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 예에 따른 렌즈 구조체의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 렌즈 구조체 제작 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 렌즈 구조체 제작 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 예에 따른 렌즈 구조체 제작 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제작 방법을 통해 제작된 렌즈 구조체의 SEM 이미지이다.
도 9는 본 발명의 렌즈 구조체의 SEM 이미지 및 광학 렌즈 특성을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 렌즈 구조체에서, 금속의 종류, 금속층의 두께 및 유전체층의 두께 변화에 따른 적층형 조리개의 visible 영역 입사광의 광흡수율을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 렌즈 구조체에서, 금속의 종류, 금속층의 두께 및 유전체층의 두께 변화에 따른 적층형 조리개의 NIR 영역 입사광의 광흡수율을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 렌즈 구조체의 광학 스펙트럼을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 적층형 조리개 유무에 따른 마이크로렌즈 어레이의 이미지 및 MTF를 비교한 것을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 렌즈 구조체의 측단면을 나타내고, 도 2는 도 1의 렌즈 구조체에 입사되는 입사광을 함께 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 적층형 조리개(100)와 마이크로렌즈 어레이(200)를 포함하는 렌즈 구조체로서, 적층형 조리개(200)는 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층으로 형태이고, 양 금속층에는 공극 패턴(11, 31)이 형성되어 있으며, 마이크로렌즈 어레이(200)는 적층형 조리개(100) 일측면 상에 구비된다.
즉, 본 발명은 금속층-유전체층-금속층으로 이루어진 박막 적층형 조리개의 양 금속층에 공극 패턴을 형성하고, 해당 공극을 마이크로렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응되도록 한 적층형 조리개가 구비된 렌즈 구조체로서, 렌즈를 통과하는 빛은 양 금속층에 형성된 공극을 통해 통과시키고, 렌즈와 렌즈 사이를 통과하는 빛은 차단시킴으로써, 마이크로렌즈 어레이의 광학 크로스토크를 줄일 수 있는 렌즈 구조체이다.
보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 적층형 조리개(100)는 제1 공극 패턴(11)을 가지는 제1 금속층(10)과, 제1 금속층(10) 상부에 배치되는 유전체층(20)과, 유전체층(20) 상부에 배치되고, 제1 공극 패턴(11)과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴(31)을 가지는 제2 금속층(30)을 포함한다.
제1 금속층(10)은 기판(G) 상부에 배치되며, 제1 금속층(10)에는 제1 공극 패턴(11)이 형성되어 있다. 각 공극은 원형의 형상이고, 공극 간 종횡 방향의 이격 간격은 동일하게 형성되어, 공극 패턴(11)이 매트릭스 형상으로 형성될 수 있다. 여기서 기판(G)은 유리일 수 있다.
유전체층(20)은 제1 금속층(10) 상부에 배치되는 것으로, 유전체의 종류로는 포토레지스트, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs, Gallium arsenide), 산화철(FexOy), 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 티타늄 산화물, 및 티타늄 질화물 중 어느 하나이거나 이들의 결합으로 이루어지는 것일 수 있다.
제2 금속층(30)은 유전체층(20) 상부에 배치되며, 제2 금속층(30)에는 제1 금속층(10)의 제1 공극 패턴(11)과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴(31)이 형성되어 있다. 즉, 제2 금속층(30)의 각 공극의 중심은 제1 금속층(10)의 각 공극의 중심과 상하로 동일선상에 위치할 수 있다. 이는 본 발명인 렌즈 구조체에서 렌즈(ML)를 통과하는 빛이 적층형 조리개(100)를 통과하도록 하기 위함으로써, 제1 금속층(10)의 각 공극과 제2 금속층(30)의 각 공극은 광학적으로 연통되어 적층형 조리개(100)에서 애퍼처(aperture)로서 작용한다.
제1 금속층(10)의 공극의 직경과 제2 금속층(30)의 공극의 직경이 반드시 동일해야 하는 것은 아니지만, 제작의 편의성과 후술하는 적층형 조리개(100)의 흡광층의 기능 등을 고려하여 양 금속층(10, 30)의 공극의 직경을 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.
제1 금속층(10)과 제2 금속층(30)을 형성하는 금속의 종류로는 금, 은, 구리, 크롬, 알루미늄 및 백금 중 어느 하나이거나 이들의 결합으로 이루어지는 것일 수 있으며, 이때, 제1 금속층(10)을 형성하는 금속의 종류와 제2 금속층(30)을 형성하는 금속의 종류는 동일할 수 있으며, 서로 상이하여도 무방하다.
마이크로렌즈 어레이(200)는 제2 금속층(30)의 각 공극 상부에 구비되는 마이크로렌즈(ML) 복수개를 포함하여 이루어지는 것으로, 마이크로렌즈(ML) 복수개가 배열되어 어레이를 이루는 형상은 형상은 제2 금속층(30)의 공극 패턴(31)과 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 마이크로렌즈(ML)의 직경은 제2 금속층(30)의 공극의 직경보다 크거나 최소한 같도록 형성되는 것이 빛의 집속 측면에서 바람직하며, 제2 금속층(30)의 공극의 직경은 10 내지 500 μm 일 수 있다. 한편, 렌즈 구조체의 최상부측, 즉 각 렌즈(ML) 상부와 각 렌즈(ML) 사이의 제2 금속층(30) 상부에는 열적 리플로우에 의한 코팅층(C)이 더 형성될 수 있다. 코팅층(C)에 대해서는 후술하는 본 발명의 렌즈 구조체 제작 방법에서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
이와 같이, 본 발명의 렌즈 구조체는 마이크로렌즈 어레이에 제1 금속층-유전체층-제2 금속층으로 이루어지는 적층형 조리개가 구비됨에 따라, 각 렌즈를 통과하는 빛은 투과시키고, 렌즈 주변, 즉 렌즈와 렌즈 사이를 통과하는 빛은 모두 차단시켜, 마이크로렌즈 어레이에서 발생하는 광학 크로스토크를 획기적으로 감소시킬 수 있는 것이다.
이때, 금속층-유전체층-금속층으로 이루어진 적층형 조리개(100)는 각 렌즈(ML) 주변으로 입사되는 빛이 적층형 조리개(100)를 통과하지 못하도록 차단시키되, 빛을 반사시켜 차단하는 것이 아니라 빛을 적층형 조리개(100)가 흡수하도록 하여 차단시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 금속층(10)은 기판(G) 상부에 형성되고, 제2 금속층(30)은 제1 금속층(10) 상부의 유전층(20) 상에 형성되며, 이때 제2 금속층(30)의 두께가 제1 금속층(10)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 이에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈 구조체에 입사되는 빛은 제2 금속층(30)을 먼저 만나게 되고, 이때 제2 금속층(30)은 매우 얇게 형성되므로 빛이 제2 금속층(30)을 투과하게 되고, 제2 금속층(30)을 투과한 빛은 두껍게 형성된 제1 금속층(10)에서 반사되며, 제1 금속층(10)에서 반사된 빛은 제1 금속층(10)으로 입사되는 빛과 만나 상쇄간섭으로 인해 소멸된다. 이와 같이, 본 발명의 렌즈 구조체에서 적층형 조리개(100)는 빛을 흡수하는 흡광층(light absorbing layer)으로 기능하며, 이에 따라 렌즈(ML)를 통과하는 빛 이외에 각 렌즈(ML) 사이로 입사되는 빛은 적층형 조리개(100)에 의해 흡수됨으로써, 마이크로렌즈 어레이(200)의 광학 크로스토크를 더욱 감소시킬 수 있게 된다.
이때, 유전체층(20)의 두께가 입사광 파장의 1/4n에 해당하도록 형성되는 것이 바람직하다. n은 유전체층(20)의 굴절률에 해당한다. 이는 제2 금속층(30)에 입사되는 빛과 제1 금속층(10)에서 반사된 빛과의 광로차를 1/4 파장만큼 만들기 위함으로써, 제1 금속층(10)에서 반사된 빛은 제2 금속층(30)에 입사되는 빛과 위상이 반대이므로 두 빛의 광로가 1/4 파장만큼 차이가 날 경우 상쇄간섭으로 인해 두 빛이 소멸되게 되어, 적층형 조리개(100)의 광흡수율이 보다 더 증대될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 렌즈 구조체의 측단면도를 나타낸다. 도 3(a)의 렌즈 구조체는 도 1의 렌즈 구조체와 기본적인 구성은 동일하나, 도 1의 렌즈 구조체는 도 2와 같이 빛이 렌즈(ML)를 먼저 통과한 이후 기판(G)을 통과하도록 구비되는 것임에 반해, 도 3(a)의 렌즈 구조체는 도 3(b)와 같이 빛이 기판(G)을 먼저 통과한 이후 렌즈(ML)를 통과하도록 구비되는 차이점이 있다.
즉, 도 3의 렌즈 구조체는 도 1의 렌즈 구조체가 반전된 구조를 가지는 것으로, 도 3의 렌즈 구조체는 제1 금속층(10)이 기판(G) 상부에 형성되고 제2 금속층(30)이 제1 금속층(10) 상부의 유전층(20) 상에 형성되되, 제1 금속층(10)의 두께가 제2 금속층(30)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 이에 따라, 렌즈 구조체에 입사되는 빛은 기판(G)을 우선 지나게 되고, 이후 상술한 바와 같이, 얇게 형성된 제1 금속층(10)을 먼저 만나 제1 금속층(10)을 투과하고, 제1 금속층(10)을 투과한 빛이 두껍게 형성된 제2 금속층(30)에서 반사되고, 제2 금속층(30)에서 반사된 빛이 제1 금속층(10)에 입사되는 빛과 상쇄되어, 적층형 조리개(100)가 흡광층으로 기능할 수 있게 된다. 도 1의 렌즈 구조체와 도 3의 렌즈 구조체는, 렌즈 구조체가 장착되는 광학기구 내지 장치 등의 장착 구조에 대응하여 적절히 선택될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 렌즈 구조체는, 제1 금속층(10), 유전층(20) 및 제2 금속층(30) 모두 박막으로 이루어져 매우 얇게 형성될 수 있으며, 양 금속층 중 어느 하나의 금속층의 두께는 1 내지 20 nm 이고, 유전층(20)의 두께는 50 내지 300 nm 이며, 다른 금속층의 두께(30)는 100 nm 이상일 수 있으며, 이에 따라 마이크로렌즈 어레이(200)가 초박형의 적층형 조리개(100)를 가지게 되어 렌즈 구조체의 사이즈가 현저히 감소될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 예에 따른 렌즈 구조체를 나타낸다. 도 4의 렌즈 구조체는 적층형 조리개(100)가 적어도 둘 이상 적층되는 다층구조의 렌즈 구조체로서, 보다 구체적으로, 상술한 금속층-유전층-금속층으로 이루어진 적층형 조리개(100)가 적어도 둘 이상 적층되어 다층구조를 이루되, 적층형 조리개들 각각의 사이에는 투명층(T)이 배치되고, 최상부 적층형 조리개(100) 상부에 마이크로렌즈 어레이(200)가 배치될 수 있다. 이때, 마이크로렌즈 어레이(200)는 최상부 적층형(100) 조리개의 제2 금속층(30)의 각 공극 상부에 구비되는 마이크로렌즈(ML) 복수개를 포함하여 이루어질 수 있다.
투명층(T)은 인접한 두 적층형 조리개(100) 사이를 이격시키기 위한 스페이서 기능을 수행하는 것으로, 투명층(T)은 빛이 투과되는 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 포토레지스트, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs, Gallium arsenide), 산화철(FexOy), 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 및 티타늄 질화물 중 어느 하나이거나 이들의 결합으로 이루어질 수 있다. 또한, 투명층(T)의 두께는 1 내지 100 μm일 수 있다.
이때, 적층형 조리개들 중 각각의 적층형 조리개(100)에 있어서, 각 적층형 조리개(100)의 제1 공극 패턴(11)의 공극의 직경과 제2 공극 패턴(31)의 공극의 직경은 동일할 수 있고, 나아가 적층형 조리개들 중 어느 하나의 적층형 조리개(100)의 제1 공극 패턴(11) 및 제2 공극 패턴(31)의 공극의 직경은, 다른 어느 하나의 적층형 조리개(100')의 제1 공극 패턴(31') 및 제2 공극 패턴(32')의 공극의 직경과 상이할 수 있다.
도 4(a)에 도시된 렌즈 구조체를 예로서 설명하면, 렌즈 구조체는 하부 적층형 조리개(100-1)와 상부 적층형 조리개(100-2)를 포함하고, 그 사이에 투명층(T)이 배치되며, 상부 적층형 조리개(100-2) 상에 마이크로렌즈 어레이(200)가 구비된다. 여기서, 하부 적층형 조리개(100-1)의 제1, 제2 금속층의 공극 직경은 동일하게 형성될 수 있고, 이와 별개로 상부 적층형 조리개(100-2)의 제1, 제2 금속층의 공극 직경은 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 하부 적층형 조리개(100-1)의 제1, 제2 금속층의 공극 직경은 모두 약 100 μm이고, 상부 적층형 조리개(100-2)의 제1, 제2 금속층의 공극 직경은 모두 약 200 μm일 수 있다.
이때, 하부 적층형 조리개(100-1)의 제1, 제2 금속층의 공극 직경과 상부 적층형 조리개(100-2)의 제1, 제2 금속층의 공극 직경은 같게 형성되거나, 위의 예시와 같이 하부 적층형 조리개(100-1)의 공극 직경과 상부 적층형 조리개(100-2)의 공극 직경이 상이하게 형성될 수도 있다. 이는 각 적층형 조리개(100)의 공극 직경을 상이하게 하여 렌즈(ML)로 들어오는 광량의 조절과 동시에 광시야각을 조절하기 위함으로써, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상부 적층형 조리개(100-2)와 하부 적층형 조리개(100-1)의 공극 직경을 달리함에 따라, 렌즈(ML)의 광시야각을 조절할 수 있다.
이와 같이, 적층형 조리개가 둘 이상이 구비됨에 따라, 적층형 조리개들에 의해 광흡수율이 더욱 증대되고 이에 따라 마이크로렌즈 어레이의 광학 크로스토크가 감소됨은 물론, 렌즈의 직경은 동일하게 유지하면서 각 적층형 조리개들의 공극의 직경을 달리하여 렌즈의 광시야각(field-of-view) 조절이 가능해질 수 있으며, 나아가 광량 조절과 F수(F-number) 조절도 가능해질 수 있다.
그리고, 각 적층형 조리개 사이에 배치되는 투광층을 편광 필터, 분광 필터, 및/또는 주광 필터 등으로 구성함에 따라, 렌즈 구조체의 광학적 특성을 추가적으로 부여할 수도 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 다층 구조의 적층형 조리개 또한 반전된 구조, 즉 렌즈를 통과하는 빛이 기판을 먼저 통과하고, 렌즈를 나중에 통과하도록 하여 사용할 수 있으며, 이때에는 각 적층형 조리개는 제1 금속층의 두께가 제2 금속층의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 렌즈 구조체 제작 방법에 대하여 살펴보기로 한다. 우선, 본 발명에 따른 렌즈 구조체 제작 방법은, 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층 형태이고, 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개를 형성하는 단계와, 적층형 조리개 일측면 상에 구비되는 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 렌즈 구조체(MIM-MLAs) 제작 방법으로서, 도 5를 통해 보다 상세히 살펴보면, 적층형 조리개는, 기판 상에 PR(Photoresist) 패턴을 형성하고, 기판과 PR 패턴 상에 제1 금속을 증착한 이후 PR을 현상하여, 기판 상에 제1 공극 패턴을 가지는 제1 금속층을 형성하는 단계와, 제1 금속층 상에 유전체를 증착하여 유전체층을 형성하는 단계와, 유전체층 상에 제1 금속층의 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 PR 패턴을 형성하고, 유전체층과 PR 패턴상에 제2 금속을 증착한 이후 PR을 현상하여 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴을 가지는 제2 금속층을 형성하는 단계를 통해 형성될 수 있으며, 마이크로렌즈 어레이는, 제2 금속층의 각 공극 상부에 마이크로렌즈를 형성하여 형성될 수 있다. 이때, 기판은 유리(glass) 기판일 수 있으며, 렌즈 구조체 제작에 앞서 황산과수 용액을 이용하여 기판 클리닝을 진행하는 것이 바람직하다.
여기서, 제1 금속층 상에 유전체를 증착할 시, 도 5의 3)에 도시된 바와 같이 제1 금속층 상부 전반에 걸쳐 유전체를 증착함으로써 제1 금속층의 각 공극에 대응되는 기판 상에도 유전체가 증착되며, 이에 따라 제1 금속층의 각 공극에 유전체가 채워지도록 하여 제1 금속층 상에 유전체층이 형성될 수 있다.
제1 금속층과 제2 금속층을 형성하는 단계에서, 제1, 제2 금속을 증착할 시, 해당 금속의 종류에 따른 파장 특성을 고려하여 막 또는 나노입자(나노섬, 나노홀, 나노구) 형태로 금속을 증착할 수 있다. 또한, 제1 금속층을 형성하는 단계와 제2 금속층을 형성하는 단계에서, PR 패턴은 네거티브 PR을 기판 또는 유전체층 상에 스핀 코팅한 이후 포토마스크를 이용하여 패턴 노광 및 현상하는 리프트 오프(Lift-off) 공정을 통해 형성될 수 있다. 네거티브 PR을 이용한 리프트 오프 공정을 통해, 유전체 증착시의 고온 조건으로 인해 PR을 기판 상에서 완전히 제거할 수 있다.
마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계에서, 마이크로렌즈는 제2 금속층의 각 공극 상에 마이크로렌즈용 PR을 코팅하고 포토마스크를 이용하여 패턴 노광 및 현상한 이후, 소수성 코팅(hydrophobic coating) 처리하고 열적 리플로우(Thermal reflow)를 통해 형성될 수 있다. 제2 금속층의 각 공극 상에 마이크로렌즈용 PR을 형성할 시, 제1 금속층 상에 유전체를 증착하는 경우와 마찬가지로, 제2 금속층의 각 공극에 대응되는 유전체층 상에도 마이크로렌즈용 PR이 형성되며, 이에 따라 제2 금속층의 각 공극에 마이크로렌즈용 PR이 채워지도록 하여 제2 금속층의 각 공극 상에 마이크로렌즈용 PR이 형성될 수 있다. 따라서 제2 금속층의 각 공극 상에 형성되는 마이크로렌즈용 PR의 패턴은 제2 금속층의 제2 공극 패턴과 동일한 형태로 형성될 수 있으며, 마이크로렌즈가 제2 공극 패턴과 동일한 패턴으로 정렬되어 어레이를 이룰 수 있다.
나아가, 마이크로렌즈용 PR을 현상한 이후 수행하는 소수성 코팅은 플루로카본(fluorocarbon)을 포함하는 소수성 코팅일 수 있다. 소수성 코팅은 열적 리플로우 단계 이전에 수행되는 것으로, 이에 따라 상술한 바와 같이 각 렌즈 상부와 각 렌즈 사이의 제2 금속층 상부에 코팅층(C)이 더 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 위에 마이크로렌즈용 PR을 증착하는 경우 표면 에너지(surface energy)가 낮아져, 열적 리플로우를 진행하면 동일한 직경을 유지하지 못하고 횡팽창(lateral expansion)이 발생하여 직경이 넓어지게 되어 구형의 마이크로렌즈 형태를 획득하기 어렵다. 이에 반해, 본 발명은 소수성 코팅을 통해 기판의 표면 에너지를 높여 마이크로렌즈용 PR의 횡팽창을 방지함으로써, 열적 리플로우시 구형의 마이크로렌즈가 잘 형성되도록 한다. 즉, 본 발명은 마이크로렌즈용 PR의 열적 리플로우 이전에 소수성 코팅 처리함에 따라, 열적 리플로우 과정에서 발생하는 마이크로렌즈용 PR의 부풀어 오름(swelling)을 방지하고, 마이크로렌즈의 개구수를 정확하게 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 렌즈 구조체 제작 방법에 의하면, 렌즈 구조체 제작 시 사용되는 기판을 그대로 이용하여 렌즈 구조체를 제작하게 되어 본 발명의 렌즈 구조체 이외에 추가적인 기판을 필요로 하지 않으며, 나아가 적층형 조리개를 대면적으로 제작할 수 있을 뿐 아니라, 제작 시 금속층과 유전체층의 두께를 조절할 수 있게 되어, 후술하는 바와 같이 렌즈 구조체에 입사되는 입사광의 최적 파장에 대응하는 적층형 조리개를 제작할 수 있다. 또한, 대면적 포토리소그래피와 열적 리플로우를 통해 형성되므로, 금속 증착 및 유전체 증착 과정에서의 온도 및 습도 변화에 구애받지 않고 제작이 가능하다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 렌즈 구조체(MIM-iMLAs) 제작 방법을 나타낸 단면도로서, 이는 상술한 도 3의 반전된 구조를 가지는 렌즈 구조체의 제작 방법에 해당하는 것으로, 반전된 구조의 렌즈 구조체의 제작 방법을 나타낸다. 이 방법은 도 5에서 설명한 제작 방법과 기본적으로 동일하되, 다만 제1 금속층을 얇게 형성하고, 제2 금속층을 두껍게 형성하는 것에서 차이가 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 예에 따른 렌즈 구조체(Multiple MIM-MLAs) 제작 방법을 나타낸 단면도로서, 이는 상술한 도 4의 복수의 적층형 조리개를 가지는 다층구조의 렌즈 구조체 제작 방법을 나타낸다.
보다 구체적으로, 다층구조의 렌즈 구조체는, 상술한 적층형 조리개를 형성하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하여 둘 이상의 적층형 조리개를 형성하되, 적층형 조리개들 각각의 사이에 투명층을 형성하여 적층형 조리개와 투명층을 교번하여 적층하는 단계와, 적층형 조리개들 중 최상부 적층형 조리개 상에 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 통해 형성될 수 있다. 여기서 각각의 적층형 조리개를 형성하는 단계는 상술한 바와 동일하나, 최하부의 적층형 조리개는 기판 상에 형성되나, 그 다음의 적층형 조리개부터는 투명층 상에 적층되는 것에서 차이가 있다.
이때, 투명층은, 적층형 조리개 상에 투명재료를 증착하거나 도포하여 코팅하고 노광하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 SU-8 계열의 PR을 적층형 조리개 상에 스핀코팅하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다층구조의 렌즈 구조체를 제작하는 방법에 의하면, 제작시 각 적층형 조리개의 공극의 직경을 조절하여 마이크로렌즈의 광량, 광시야각, 및 F-Number를 쉽게 조절할 수 있고, 나아가 투명층을 편광 필터, 분광 필터, 및/또는 주광 필터 등의 형태로 삽입하여 렌즈의 추가적 광학 특성을 더 부여하는 것에 있어서도 용이하다.
이하에서는, 본 발명의 렌즈 구조체에 관한 실험 결과에 대하여 살펴본다.
도 8은 본 발명의 제작 방법을 통해 제작된 렌즈 구조체의 SEM 이미지로서, (a), (b)는 렌즈 구조체를 상부에서 바라본 것을 나타내며, 각 마이크로렌즈가 적층형 조리개 상에 동일한 패턴으로 잘 정렬되어 어레이를 이루고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, (c), (d)는 렌즈 구조체의 단면 확대도이고, 이때 (d)는 (c)에 pseudo color를 입혀놓은 것으로, 기판(glass) 상에 얇은 제1 금속층(Thin Cr)-유전체층(PECVD SiO2)-두꺼운 제2 금속층(Thick Cr)이 잘 적층되어 있는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 렌즈 구조체의 SEM 이미지 및 광학 렌즈 특성을 나타낸 것으로, (a)는 두꺼운 금속층으로만 형성된 조리개를 가지는 렌즈 구조체의 평면 이미지이고, (b)는 상술한 도 1의 렌즈 구조체의 상부 이미지이며, (c)는 상술한 도 3의 반전된 구조를 가지는 렌즈 구조체의 상부 이미지이다. (a)의 경우, 본 발명과의 실험 결과 대비를 위해, 두꺼운 하나의 금속층에 공극 패턴을 형성하고 그 상부에 마이크로렌즈 어레이를 배치시켜 렌즈 구조체를 제작한 것이다.
(d)는 (a)의 렌즈 구조체를 통과한 빛의 광학 이미지이고, (e)는 (b)의 렌즈 구조체를 통과한 빛의 광학 이미지이다. 도시된 바와 같이, (d)는 각 렌즈를 통과하여 집속되는 점 형태의 빛 이외에, 렌즈 사이에 노이즈에 해당하는 주변광들이 더 투과되는 것을 확인할 수 있고, 이에 반해 (e)는 빛이 렌즈를 통하여만 집속될 뿐, 렌즈와 렌즈 사이의 주변광들은 모두 차단됨을 확인할 수 있다.
(f)는 (d)의 AA'와 (e)의 BB'에 대한 빛의 세기를 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명에 의하면 렌즈에 의해 포커싱된 빛 이외에 주변광이 거의 없는 것을 확인할 수 있으나, 단지 두꺼운 금속층으로만 형성된 조리개의 경우 주변광의 세기가 집속광 대비 43%까지 존재함을 확인할 수 있다. 이와 같이 마이크로렌즈 어레이의 구조적 특성상 렌즈와 렌즈 사이로 빛이 새어나오게 되면 대비도가 떨어지게 되고 광학 크로스토크가 발생되게 되는데, 본 발명은 금속층-유전체층-금속층의 적층형 조리개가 광흡수층으로 작용하여 주변광을 차단함으로써, 높은 대비도와 해상도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 렌즈 구조체에서, 금속의 종류, 금속층의 두께, 및 유전체층의 두께 변화에 따른 적층형 조리개의 visible 영역 입사광의 광흡수율을 나타낸 것으로, (a)는 금속 종류 변화에 따른 광흡수율을 나타내고, (b)는 유전체층 두께 변화에 따른 광흡수율을 나타내고, (c)는 얇은 금속층 두께 변화에 따른 광흡수율을 나타내며, (d)는 적층형 조리개와, 하나의 금속층만으로 이루어진 조리개의 광흡수율을 비교하여 나타낸다.
(a)에서는 Cr이 가시광선 영역대(400 내지 700 nm)의 입사광에서 가장 우수한 광흡수율을 보이는 것을 확인할 수 있고, (b)에서는 유전체층(SiO2)의 두께가 95 nm 일 때 가장 우수한 광흡수율을 보이는 것을 확인할 수 있으며, (c)에서는 얇은 Cr 금속층의 두께가 6 nm 일때 가장 우수한 광흡수율을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 각 금속층을 형성하는 금속의 종류, 각 금속층의 두께, 및 유전체층의 두께를 달리함에 따라, 적층형 조리개의 광흡수율 특성이 변화됨을 확인할 수 있다. 또한, (d)에서는 금속층-유전체층-금속층으로 조리개(MIM-OA)를 형성하는 것이, 단지 얇은 금속층(5nm Cr)만으로 조리개를 형성하는 것이나, 두꺼운 금속층(100nm Cr)만으로 조리개를 형성하는 것에 비해 압도적으로 높은 광흡수율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 렌즈 구조체에서, 금속 종류, 금속층의 두께, 및 유전체층의 두께 변화에 따른 적층형 조리개의 NIR 영역 입사광의 광흡수율을 나타낸 것으로, (a) 내지 (d)가 나타내는 바는 상술한 도 10의 (a) 내지 (d)와 동일하다.
(a)에서는 Cr-Ox-Cr이 근적외 영역대(700 내지 1000 nm)의 입사광에서 가장 우수한 광흡수율을 보이는 것을 확인할 수 있고, (b)에서는 유전체층(Oxide)의 두께가 135 nm일 때 가장 우수한 광흡수율을 보이는 것을 확인할 수 있으며, (c)에서는 Cr의 두께가 6 nm일 때 가장 우수한 광흡수율을 보이는 것을 확인할 수 있다. 나아가, (d)에서는 마찬가지로 금속층-유전체층-금속층 조리개(MIM-OA)가 단일층의 Cr 5nm 및 Cr 100nm 조리개에 비해 압도적으로 높은 광흡수율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 금속의 종류, 금속층의 두께, 및 유전체층의 두께를 달리함에 따라 적층형 조리개의 광흡수율 특성이 변화되는 바, 본 발명에 의하면 이들 인자들을 제어하여 렌즈 구조체에 입사되는 빛의 최적 파장에 대응하는 적층형 조리개를 설계할 수 있다. 한편, 상술한 가장 우수한 광흡수율을 보이는 것들은 해당 조건에서 가장 우수한 것으로, 해당 조건, 즉 입사광의 파장, 금속의 종류, 금속층 및 유전체 층의 두께 등을 달리함에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
도 12는 본 발명의 렌즈 구조체의 광학 스펙트럼을 나타내는 것으로, (a)는 가시광선 영역대에서의 Cr(5 nm)-Oxide(95 nm)-Cr(100 nm)의 적층형 조리개의 광흡수율을 나타내고 (b)는 근적외 영역대에서의 Cr(6 nm)-Oxide(135 nm)-Cr(100 nm)의 적층형 조리개의 광흡수율을 나타낸다. 이때, (a), (b) 모두 각 유전체층의 두께가 입사광 파장의 1/4n으로 형성될 시 가장 높은 광흡수율을 나타냄을 알 수 있다. n은 유전체층의 굴절률에 해당한다.
도 13은 본 발명의 적층형 조리개 유무에 따른 마이크로렌즈 어레이의 이미지 및 MTF를 비교한 것으로, (a)는 적층형 조리개가 없는 마이크로렌즈 어레이(MLAs w/o MIM-OA)의 이미지(좌)와 적층형 조리개를 가지는 마이크로렌즈 어레이(MIM-MLAs)의 이미지(우)를 나타내고, (b)는 (a)를 확대한 것이고, (c)는 적층형 조리개가 있는 마이크로렌즈 어레이와 적층형 조리개가 없는 마이크로렌즈 어레이의 MTF를 비교한 것이며, (d)는 (b)의 AA'과 BB'의 세기를 비교한 것이다.
(a), (b)와 같이, 적층형 조리개가 없는 마이크로렌즈 어레이의 경우 상이 흐리게 맺히는 것에 비해, 본 발명인 적층형 조리개를 가지는 마이크로렌즈 어레이의 경우 선명한 상을 가지는 것을 확인할 수 있고, (c)와 같이 본 발명의 경우 MTF(Modulation transfer function)의 해상도(Optical resolution)가 약 75 cycle/mm에 해당하여, 적층형 조리개가 없는 마이크로렌즈 어레이가 약 60 cycle/mm인 것에 비해 더 높은 것을 확인할 수 있으며, (d)와 같이 본 발명의 intensity는 약 30에서 230 사이임에 반해, 적층형 조리개가 없는 마이크로렌즈 어레이는 약 120에서 180 사이인 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 적층형 조리개가 구비된 마이크로렌즈 어레이의 경우 더 큰 대비도를 가져 선명한 상을 획득할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
100: 적층형 조리개
200: 마이크로렌즈 어레이
10: 제1 금속층 11: 제1 공극 패턴
20: 유전체층
30: 제2 금속층 31: 제2 공극 패턴
100-1: 하부 적층형 조리개
100-2: 상부 적층형 조리개
ML: 마이크로렌즈
T: 투명층
G: 기판
C: 코팅층

Claims (15)

  1. 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층 형태이고, 상기 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개; 및
    상기 적층형 조리개 일측면 상에 구비되는 마이크로렌즈 어레이;를 포함하는, 렌즈 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적층형 조리개는,
    제1 공극 패턴을 가지는 제1 금속층;
    상기 제1 금속층 상부에 배치되는 유전체층; 및
    상기 유전체층 상부에 배치되고, 상기 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴을 가지는 제2 금속층;을 포함하고,
    상기 마이크로렌즈 어레이는,
    상기 제2 금속층의 각 공극 상부에 구비되는 마이크로렌즈 복수개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속층은 기판 상부에 형성되고,
    상기 제2 금속층의 두께는 상기 제1 금속층의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속층은 기판 상부에 형성되고,
    상기 제1 금속층의 두께는 상기 제2 금속층의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 공극 패턴의 공극의 직경과 상기 제2 공극 패턴의 공극의 직경이 동일하고,
    상기 제1 공극 패턴 및 제2 공극 패턴의 공극의 직경은, 상기 마이크로렌즈의 직경과 같거나 작은 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 금속층을 형성하는 금속의 종류, 각 금속층의 두께, 및 상기 유전체층의 두께를 달리함에 따라, 상기 적층형 조리개의 광흡수율 특성이 변화되는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양 금속층 중 어느 하나의 금속층의 두께는 1 내지 20 nm 이고,
    상기 유전층의 두께는 50 내지 300 nm 이며,
    상기 양 금속층 중 다른 금속층의 두께는 100 nm 이상인 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적층형 조리개가 적어도 둘 이상 적층되어 다층구조를 이루되, 상기 적층형 조리개들 각각의 사이에는 투명층이 배치되고,
    상기 각 적층형 조리개는,
    제1 공극 패턴을 가지는 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상부에 배치되는 유전체층, 및 상기 유전체층 상부에 배치되고, 상기 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴을 가지는 제2 금속층을 포함하고,
    상기 마이크로렌즈 어레이는,
    상기 적층형 조리개들 중 최상부 적층형 조리개의 제2 금속층의 각 공극 상부에 구비되는 마이크로렌즈 복수개를 포함하여 이루어지는, 렌즈 구조체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적층형 조리개들 중 각각의 적층형 조리개에 있어서, 각 적층형 조리개의 제1 공극 패턴의 공극의 직경과 제2 공극 패턴의 공극의 직경이 동일하고,
    상기 적층형 조리개들 중 어느 하나의 적층형 조리개의 제1 공극 패턴 및 제2 공극 패턴의 공극의 직경은, 다른 어느 하나의 적층형 조리개의 제1 공극 패턴 및 제2 공극 패턴의 공극의 직경과 상이한 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 투명층의 두께는 1 내지 100 μm인 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체.
  11. 상하로 적층된 금속층-유전체층-금속층 형태이고, 상기 양 금속층에 공극 패턴이 형성된 적층형 조리개를 형성하는 단계; 및
    상기 적층형 조리개 일측면 상에 구비되는 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계;를 포함하는, 렌즈 구조체 제작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적층형 조리개를 형성하는 단계는,
    기판 상에 PR(Photoresist) 패턴을 형성하고, 상기 기판과 상기 기판 상의 PR 패턴 상에 제1 금속을 증착한 이후 상기 기판 상의 PR을 현상하여, 기판 상에 제1 공극 패턴을 가지는 제1 금속층을 형성하는 단계;
    상기 제1 금속층 상에 유전체를 증착하여, 상기 제1 금속층 상에 유전체층을 형성하는 단계; 및
    상기 유전체층 상에 상기 제1 금속층의 제1 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 PR 패턴을 형성하고, 상기 유전체층과 상기 유전체층 상의 PR 패턴 상에 제2 금속을 증착한 이후 상기 유전체층 상의 PR을 현상하여, 상기 유전체층 상에 상기 제1 금속층의 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 제2 공극 패턴을 가지는 제2 금속층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계는,
    상기 제2 금속층의 각 공극 상에 마이크로렌즈를 형성하는 단계;를 포함하는, 렌즈 구조체 제작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 금속층을 형성하는 단계와 상기 제2 금속층을 형성하는 단계에서,
    상기 기판 상의 PR 패턴과 상기 유전체층 상의 PR 패턴은, 네거티브 PR을 코팅한 이후 리프트 오프(Lift-off) 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체 제작 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계에서,
    상기 마이크로렌즈는, 상기 제2 금속층의 각 공극 상에 마이크로렌즈용 PR을 코팅하여 패턴 노광 및 현상하고, 소수성 코팅 처리 이후 열적 리플로우(Thermal reflow)를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체 제작 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 적층형 조리개를 형성하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하여 둘 이상의 적층형 조리개를 형성하되, 상기 적층형 조리개들 각각의 사이에 투명층을 형성하여, 적층형 조리개와 투명층을 교번하여 적층하는 단계; 및
    상기 적층형 조리개들 중 최상부 적층형 조리개 상에 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 적층형 조리개를 형성하는 단계는,
    기판 또는 투명층 상에 공극 패턴을 가지는 제1 금속층을 형성하고, 상기 제1 금속층 상에 유전체층을 형성하고, 상기 유전체층 상에 상기 제1 금속층의 공극 패턴과 일렬로 정렬되는 공극 패턴을 가지는 제2 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구조체 제작 방법.
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