KR20220026521A - 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법 및 이에 따라 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자 - Google Patents

대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법 및 이에 따라 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자 Download PDF

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이준영
송민수
권도경
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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법 및 이를 통하여 복제된 홀로그래픽 광학 소자에 관한 것으로, 특정한 회절 격자 패턴이 형성된 마스터에 레이저 광을 조사하여 발생하는 반사, 회절, 또는 투과되는 광의 간섭에 의하여 마스터에 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴을 가지면서 마스터보다 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 방법에 대한 것이다.

Description

대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법 및 이에 따라 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자 {Cloning method of large holographic optical element and large holographic optical element replicated by the method}
본 발명은 2020년 08월 25일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2020-0107292호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다. 본 발명은 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법 및 이를 통하여 복제된 홀로그래픽 광학 소자에 관한 것으로, 특정한 회절 격자 패턴이 형성된 마스터에 레이저 광을 조사하여 발생하는 반사, 회절, 또는 투과되는 광의 간섭에 의하여 마스터에 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴을 가지면서 마스터보다 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 방법에 대한 것이다.
홀로그래픽 광학 소자는 기준광(참조광)과 물체광에 의하여 특정 격자 패턴이 형성된 것으로, 홀로그램을 기록하고 재생하기 위하여 필요한 소자이다.
이와 같은 홀로그래픽 광학 소자에 기준광이 조사되면 홀로그램이 재생될 수 있다. 종래에는 이러한 홀로그래픽 광학 소자의 특징을 활용하는 것으로써 홀로그래픽 광학 소자를 마스터로 하여 동일한 홀로그래픽 격자 패턴을 갖는 또 다른 홀로그래픽 광학 소자를 제작하는 복제 기술이 존재한다.
이러한 홀로그래픽 광학 소자의 복제 공정은 공정 방법 자체가 비교적 간단하여 적은 비용으로도 대량 생산이 가능하다는 특징이 있고, 복제의 대상이 되는 마스터의 품질이 균일하고, 장시간 유지되어야 복제가 반복되더라도 일정한 품질의 홀로그래픽 광학 소자가 생산될 수 있다.
증강현실(AR) 디스플레이 장치가 발전함에 따라 이러한 기기를 구현하기 위하여 나노 패턴의 격자가 새겨진 회절 도광판을 사용할 수 있다. 회절 도광판으로는 회절 광학 소자 및 홀로그래픽 광학 소자 등이 있다. 자동차용 HUD 등의 증강 현실 장치가 발전하고 그 쓰임새가 다양해지면서 대형 사이즈의 회절 도광판이 필요하지만, 나노임프린팅 방식으로 제작된 마스터를 이용하는 경우에는 마스터를 대형으로 제작하기가 어렵기 때문에 적용할 수 없다는 문제점이 있다. 나노임프린팅 방식으로 제작된 표면 요철 격자(Surface-Relief Grating, SRG) 타입의 회절 광학 소자(DOE, Diffractive Optical Element)를 사용하여 AR 디스플레이 장치를 구현하는 경우, 격자의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 크기 때문에, 외광 회절로 인하여 사용자의 시야가 방해될 수 있다.
이에 따라, 나노임프린팅 방식으로 제작된 마스터를 이용하면서도 외광 회절로 인한 시야 방해가 적은 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제할 수 있는 기술이 필요하다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명에 따른 일 실시예가 해결하고자 하는 과제는, 상술한 문제를 해결하기 위하여, 기존의 홀로그래픽 광학 소자보다 제작 및 관리가 용이하고 내구성이 뛰어난 나노임프린팅 방식의 회절 광학 소자를 마스터로 활용하면서도 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제할 수 있는 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에 있어서, 상기 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터; 및 상기 마스터보다 큰 면적을 가지고 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 전사될 광경화성 패널을 배치하는 단계; 광원에 의해 조사되는 참조광을 상기 마스터에 입사시켜 상기 광경화성 패널에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키는 격자 형성 단계; 및 상기 참조광이 입사되는 동안, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키면서, 상기 광경화성 패널 상에서 상기 마스터보다 넓은 영역에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키는 이동 단계를 포함하는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 마스터와 상기 광경화성 패널 사이에는 굴절률 정합액이 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 굴절률 정합액은, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 전사 영역을 기준으로 상기 전사 영역의 이동 방향에 배치되어 상기 굴절률 정합액을 도포하는 굴절률 정합액 도포 장치를 더 포함하며, 상기 굴절률 정합액은, 상기 전사 영역이 변할 때마다 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 굴절률 정합액의 도포량은, 상기 전사 영역의 넓이 및 상기 광경화성 패널의 이동 속도에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 마스터는, 나노임프린팅 공정(Nanoimprint lithography, NIL)을 통하여, 상기 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자(Surface-Relief Grating, SRG) 패턴이 형성된 패널일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 마스터는, 표면에 상기 표면 요철 격자 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 마스터 스탬프를 활용하여, 상기 마스터의 소재 패널에 상기 표면 요철 격자 패턴을 임프린팅하는 단계; 및 상기 표면 요철 격자 패턴이 임프린팅된 소재 패널을 경화하는 단계를 통하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 마스터는, 상기 마스터에 의하여 발생하는 재생광이 단일의 경사 방향으로 진행되게 하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 배치 단계 이전에, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이 및 세로 길이 각각을 고려하여 상기 마스터의 크기를 결정하는 마스터 크기 결정 단계; 및 결정된 상기 마스터의 크기에 따라 상기 마스터를 제작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 배치 단계 이전에, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이가 상기 마스터의 가로 길이의 배수이고, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 세로 길이가 상기 마스터의 세로 길이의 배수가 되도록 상기 마스터의 크기를 결정하는 마스터 크기 결정 단계; 및 결정된 상기 마스터의 크기에 따라 상기 마스터를 제작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 이동 단계에서, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동 횟수는, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 상기 마스터의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자는 반사형 홀로그래픽 광학 소자이고, 상기 배치 단계는, 상기 참조광을 입사하는 광원과 상기 마스터 사이에 상기 광경화성 패널을 배치하는 단계이고, 상기 격자 형성 단계는, 상기 마스터에 의하여 반사되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 반사광과, 상기 마스터보다 상기 광경화성 패널에 먼저 도달하는 상기 참조광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자는 투과형 홀로그래픽 광학 소자이고, 상기 배치 단계는, 상기 참조광을 입사하는 광원과 상기 광경화성 패널 사이에 상기 마스터를 배치하는 단계이고, 상기 격자 형성 단계는, 상기 마스터를 통과하여 상기 광경화성 패널에 도달하는 투과광과, 상기 마스터에 의하여 회절되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 회절광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광경화성 패널에 가시광선 내지 자외선 영역의 파장을 갖는 광을 조사하여 표백하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치에 있어서, 상기 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터에 참조광을 조사하는 광원을 포함하는 광원부; 상기 마스터, 및 상기 마스터보다 큰 면적을 가지고 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 전사될 광경화성 패널을 배치하는 배치부; 상기 참조광이 상기 마스터에 입사되는 동안 상기 광경화성 패널 상에서 상기 마스터보다 넓은 영역에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키도록, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동제어부;를 포함하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다, 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 굴절률 정합액이 도포되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 전사 영역을 기준으로 상기 전사 영역의 이동 방향에 배치되어, 상기 전사 영역이 변할 때마다 상기 굴절률 정합액을 도포하는 굴절률 정합액 도포 장치를 더 포함하며, 상기 굴절률 정합액의 도포량은, 상기 전사 영역의 넓이, 상기 광원과 상기 마스터의 이동 속도 또는 상기 광경화성 패널의 이동 속도에 기초하여 결정되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 마스터는, 상기 마스터에 의하여 발생하는 재생광이 단일의 경사 방향으로 진행되게 하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동 횟수는, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 상기 마스터의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 반사형 홀로그래픽 광학 소자인 경우, 상기 광원과 상기 마스터 사이에 상기 광경화성 패널이 배치되고, 상기 마스터에 의하여 반사되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 반사광과, 상기 마스터보다 상기 광경화성 패널에 먼저 도달하는 상기 참조광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되며, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 투과형 홀로그래픽 광학 소자인 경우, 상기 광원과 상기 광경화성 패널 사이에 상기 마스터가 배치되고, 상기 마스터를 통과하여 상기 광경화성 패널에 도달하는 투과광과, 상기 마스터에 의하여 회절되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 회절광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 통하여 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 최단 거리가 0 ㎛ 이상 800 ㎛ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 면적은 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자 전체 면적의 0 % 이상 15 % 이하인 것일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법은 마스터로 나노임프린팅 공정(Nanoimprint lithography, NIL)을 통하여 제작된 회절 광학 소자를 사용면서도 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제할 수 있게 되어, 대면적으로 제작이 가능하면서도 복제 방법의 정밀도, 및 균일도가 향상되는 효과가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치는 회절 광학 소자를 대면적으로 제작이 가능하면서도 복제 방법의 정밀도, 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자는 복제에 사용되는 마스터의 제작 및 관리 용이성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 광학 소자가 복제되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 광학 소자가 복제되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 복제되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 복제되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)을 확대촬영한 사진이다.
도 9는 심 면적 비율을 확인하기 위하여 제조한 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
실제 현실의 물체 및 배경과 가상 현실의 객체를 동시에 보기 위한 AR(Augmented Reality, 증강 현실) 디스플레이 기기 중 하나인 증강 현실 안경, HMD(Head Mounted Display), HUD(Head Up Display) 등을 구현하기 위해서는 나노 패턴의 회절 격자가 새겨진 도광판이 활용될 수 있다. 이러한 도광판을 회절 도광판, 광학 소자, 회절 광학 소자, 격자 패턴 소자, 홀로그램 광학 소자, 홀로그래픽 광학 소자 등 다양한 명칭으로 칭하기도 한다.
이러한 회절 도광판에 다양한 광이 조사됨에 따라 사용자가 원하는 다양한 영상이 입체적으로 출력될 수 있고, 사용자는 회절 도광판을 투과한 광과 회절 도광판에서 회절된 광을 동시에 볼 수 있다.
이러한 회절 도광판의 예시로, 나노임프린팅 공정(Nanoimprint lithography, NIL)을 통하여, 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자(Surface-Relief Grating, SRG) 패턴을 형성시킨 회절 광학 소자(DOE, Diffractive Optical Element)가 있다. 또한, 회절 도광판의 예시로, 가간섭성(coherent) 특성 광원인 레이저의 간섭 노광을 이용하여 광경화성 고분자 수지인 포토폴리머에 볼륨 홀로그래픽 격자(Volume Holographic Grating, VHG)를 기록하는 방식으로 제작하는 홀로그래픽 광학 소자(HOE, Holographic Optical Element)도 있다.
홀로그래픽 광학 소자의 복제 기술은 복제 대상인 마스터로써 홀로그래픽 광학 소자 또는 회절 광학 소자를 사용할 수 있다. 마스터에 참조광(reference beam, 또는 기준광)을 조사하면 물체광(object beam)이 발생하는 원리를 이용하여, 참조광과 물체광의 간섭 패턴인 홀로그래픽 격자 패턴을 포토폴리머에 기록함으로써, 홀로그래픽 광학 소자를 복제한다.
AR 디스플레이 장치의 대량 생산을 위하여 홀로그래픽 광학 소자의 대량 생산이 필요해지고, 이를 위한 홀로그래픽 광학 소자의 복제 기술이 존재한다. 이러한 홀로그래픽 광학 소자의 복제 공정은 제작 공정이 비교적 간단하여 대량 생산이 가능하다. 정밀하고 균일한 복제 공정을 위하여는 마스터의 품질이 동일하고 장시간 유지되어야 하고, 이러한 측면에서는 볼륨 홀로그래픽 격자(VHG) 방식의 홀로그래픽 광학 소자보다는 나노임프린팅 공정(NIL) 방식으로 제작된 회절 광학 소자를 마스터로 사용하는 것이 바람직하다.
자동차용 HUD 등의 증강 현실 장치가 발전하고 그 쓰임새가 다양해지면서 대형 사이즈의 회절 도광판이 필요하지만, 나노임프린팅(NIL) 방식으로 제작된 마스터를 이용하는 경우에는 상기 마스터를 대형으로 제작하기가 어렵기 때문에 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제에는 적용하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 나노임프린팅 방식으로 제작된 표면 요철 격자(Surface-Relief Grating, SRG) 타입의 회절 광학 소자(DOE, Diffractive Optical Element)를 사용하여 AR 디스플레이 장치를 구현하는 경우, 격자의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 크기 때문에, 외광 회절로 인하여 사용자의 시야가 방해될 수도 있다.
본 발명에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법은, 기존의 홀로그래픽 광학 소자보다 제작 및 관리가 용이하고 내구성이 뛰어난 나노임프린팅 방식의 회절 광학 소자를 마스터로 활용하면서도, 마스터의 타일링 복제를 수행하여 마스터에 의하여 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴을 갖는 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제할 수 있게 한다. 이에 따라, 회절 도광판의 복제 공정을 간소화하여 공정 시간 및 비용을 단축할 수 있다. 나노임프린팅 방식으로 제작된 마스터를 이용하면서도 외광 회절로 인한 시야 방해가 적은 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제할 수 있다. 홀로그래픽 광학 소자는 각 선택성(Angular selectivity)가 상대적으로 높아서 외광 회절로 인한 시야 방해 정도가 감소될 수 있다. 또한, 복제 공정의 마스터로 나노임프린트 공정으로 제작된 회절 광학 소자를 사용함으로써, 보다 정밀하고 균일한 품질의 복제를 장시간 지속될 수 있도록 한다. 경사 식각으로 쿼츠 등에 양각으로 구현된 표면 요철 격자 패턴을 형성하고 이를 폴리머 등에 임프린팅하여 음각으로 대응하는 표면 요철 격자 패턴을 형성하여 마스터 스탬프를 제작한다. 이후 상기 마스터 스탬프를 폴리머에 임프린팅하여 상기 쿼츠 등의 표면에 양각으로 구현된 표면 요철 격자 패턴과 동일한 표면 요철 격자 패턴를 형성시킨 마스터를 제작한다. 상기 제작된 마스터, 즉 회절 광학 소자는 회절광을 한 방향으로 집중시킬 수 있어 홀로그래픽 광학 소자의 복제 공정의 마스터로 활용할 수 있다. 나노임프린트 공정으로 마스터를 제작함에 따라 마스터의 피치 조절이 용이하고, 다른 기재 없이 단일 기재로 형성된 스탬프가 마스터가 되어 마스터의 내구성이 뛰어나고 보다 장시간 동일한 복제 품질을 유지할 수 있다는 장점이 있다.
이에 각 도면을 참고하여 본 발명에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법과 그 방법에 사용되는 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 광학 소자가 복제되는 것을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 1 내지 도 3를 참고하여 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 설명한다.
본 발명에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법은, 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자(DOE, Diffractive Optical Element)로 구성된 마스터 및 상기 마스터보다 큰 면적을 가지고 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 전사될 광경화성 패널을 배치하는 단계(S30); 광원에 의하여 조사되는 참조광을 상기 마스터에 입사시켜 상기 광경화성 패널에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키는 격자 형성 단계(S40, S50, S60); 및 상기 참조광이 입사되는 동안, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키면서, 상기 광경화성 패널 상에서 상기 마스터보다 넓은 영역에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키는 이동 단계(S70)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법은, 배치 단계(S30) 이전에 마스터의 크기를 결정하는 단계(S10) 및 마스터를 제작하는 단계(S20)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법은, 이동 단계(S70) 완료 후에 광경화성 패널에 UV-Vis(Ultraviolet-Visible) 블리칭(Bleaching)을 수행하는 단계 즉, 상기 광경화성 패널에 가시광선 내지 자외선 영역의 파장을 갖는 광을 조사하여 표백하는 단계(S80)를 더 포함할 수도 있다. 이하 본 발명에 포함되는 각 단계를 설명하기 전에 도 2 및 도 3을 참조하여, 광경화성 패널(120)과 마스터(110)에 대하여 설명한다.
광경화성 패널(120)은, 광경화성 수지(빛 에너지를 받아 가교 및 경화하는 합성 유기 재료)로 구성된 패널 형태의 소재일 수 있다. 예를 들어, 광경화성 패널(120)은, 포토폴리머(Photopolymer)일 수 있다. 이러한 광경화성 패널(120)에 두 개 이상의 빛의 간섭으로 형성된 홀로그래픽 격자 패턴 등이 기록될 수 있다. 홀로그래픽 광학 소자는, 이러한 광경화성 패널(120)에 두 개 이상의 빛의 간섭 무늬를 기록함으로써, 제작될 수 있다.
마스터(110)는, 복제의 대상이 되는 홀로그래픽 격자 패턴을 구현할 수 있는 회절 격자 패턴을 가진 회절 도광판일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 마스터(110)는, 회절 광학 소자로 구성될 수 있다. 마스터(110)는, 나노임프린팅 공정(Nanoimprint lithography, NIL)을 통하여, 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자(Surface-Relief Grating, SRG)가 형성된 패널일 수 있다. 마스터(110)는, 나노임프린팅 공정(Nanoimprint lithography, NIL)을 통하여 제작된 패널이므로, 다수의 간섭 노광에 의하여 제작되는 홀로그래픽 광학 소자에 비하여, 정밀성, 균일성, 및 내구성이 큰 장점이 있다. 즉, 본 발명에 따른 복제 방법은, 마스터(110)로 나노임프린팅 공정(Nanoimprint lithography, NIL)을 통하여 제작된 회절 광학 소자로 구성되므로, 종래의 홀로그래픽 광학 소자를 마스터(110)로 사용하는 복제 방법에 비하여 정밀성, 균일성, 및 내구성이 큰 장점이 있다. 또한, 나노 임프린팅 공정을 통하여 회절 광학 소자를 제작하는 경우, 회절 광학 소자의 피치를 용이하고 정밀하게 조절할 수 있다는 장점도 있어, 복제되기 원하는 홀로그래픽 격자 패턴을 구현할 수 있는 회절 격자 패턴을 갖는 마스터(110)를 보다 정밀하게 제작할 수 있다.
마스터(110)는, 표면에 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자 패턴을 갖는 마스터(110) 스탬프를 활용하여 마스터(110)의 소재 패널에 상기 회절 격자 패턴을 임프린팅하는 단계; 및 상기 회절 격자 패턴이 전사된 소재 패널을 경화하는 단계를 통하여 제조된 것일 수 있다. 마스터(110) 스탬프는 마스터(110)를 제작하기 위하여 마스터(110)에 형성되어야 하는 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자 패턴을 갖는 스탬프일 수 있다. 마스터(110)의 소재 패널은, 단일 소재로 구성된 패널일 수 있다. 다른 한편으로, 마스터(110) 스탬프를 제조하기 위하여 임프린팅하기 위한 소재 패널은 쿼츠를 단일 소재로 구성된 패널일 수 있다. 상기 회절 격자 패턴이 임프린팅된 소재 패널이 경화되면 복제에 사용될 마스터(110)의 제작이 완료된다. 이에 따라 제작된 마스터(110)는, 회절 격자 패턴이 구현된 단일 소재의 형태일 수 있다.
마스터(110)에는 회절 격자 패턴이 구현될 수 있다. 구체적으로, 마스터(110)에 구현된 회절 격자 패턴은, 마스터(110)에 의하여 발생하는 회절광 또는 반사광이 단일의 경사 방향으로 진행되도록 할 수 있다. 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 경우, 참조광(RB)과 물체광(OB)의 간섭이 발생하여 형성되는 패턴이 광경화성 패널(120)에 기록되는데, 마스터(110)가 도 2 및 도 3의 실시예와 달리 회절 격자 패턴으로 구현되지 않는 경우, 마스터(110)에 입사한 참조광(RB)이 양쪽 방향으로 회절되어 포토폴리머에 세 방향의 광(마스터(110)를 투과하는 하나의 참조광(RB)과 양쪽으로 회절된 두방향의 광)에 의하여 간섭 패턴이 기록되므로 부정확한 복제가 진행될 수 있다. 마스터(110)에 회절 격자 패턴이 구현됨에 따라 마스터(110)에 입사한 참조광(RB)이 단일 방향으로만 회절되어 포토폴리머에 두 방향의 광(마스터(110)를 투과하는 참조광(RB)과 한쪽 방향으로 회절된 회절광)에 의한 간섭 패턴이 기록되고, 정확한 복제가 진행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 회절 격자 패턴은 마스터(110)에 의하여 발생되는 물체광(OB)의 진행 방향이 단일 방향의 경사를 갖도록 하는 마스터(110)의 표면 요철 격자의 형태일 수 있다.
마스터(110)는, 표면 요철 격자 패턴이 경사 식각으로 구현된 단일 소재의 마스터 몰드를 이용하여 폴리머에 임프린팅하여 상기 표면 요철 격자 패턴이 구현된 마스터 스탬프(마스터 복제 몰드)를 제작하고, 상기 마스터 스탬프로 폴리머에 임트린팅하여 마스터를 제조할 수 있다. 또한, 상기 마스터 몰드는 쿼츠일 수 있다.
다른 한편으로 마스터(110)는, 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자 패턴이 경사 식각으로 구현된 단일 소재의 마스터 스탬프로 제조될 수 있다. 즉, 마스터(110) 스탬프는 나노임프린트 공정에 따른 최종적인 임프린트 샘플이 아니고, 식각으로 표면 요철 격자가 구현된 스탬프일 수 있다. 최종 임프린트 샘플은 스탬프에 소프트 몰드 공정이 추가되어야 제작될 수 있으므로, 스탬프에 비하여 패턴이 임프린트되는 공정이 더 필요하다. 이 과정에서 마스터(110)로서의 품질이 저하될 가능성이 있고, 마스터(110) 제작에 소요되는 비용과 시간이 증가할 수 있다. 또한, 스탬프는 단일 기재로 구성되어 있는 반면에(예를 들어, 스탬프의 소재는 쿼츠(석영)일 수 있다.) 임프린트 샘플은 유리나 플라스틱 기재 위에 임프린트용 레지스트가 코팅된 상태이기 때문에 세척, 관리 및 취급 용이성이 떨어진다는 문제점도 있다. 이에 따라, 마스터(110)로서는 임프린트 샘플보다 쿼츠 스탬프가 더욱 바람직할 수 있다.
예를 들어, 마스터(110)의 구체적인 스펙은 아래와 같을 수 있다. 마스터(110)는 라인 패턴이 경사 식각으로 구현되고 쿼츠 단일로 구성된 것일 수 있다. 이 때 쿼츠 소재의 굴절률은 1.46일 수 있다. 나노임프린트 공정으로 마스터(110)를 제작하는 경우, 마스터(110)의 피치 조절이 용이하다는 장점도 있다. 예를 들어, 참조광(RB)이 532nm 단일 파장의 레이저광인 경우 마스터(110)의 피치는 405nm로 조절될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에 적용되는 기록 조건은 다음과 같을 수 있다. 참조광(RB)은 단일 파장의 레이저 광일 수 있다. 예를 들어, 참조광(RB)은 532nm 단일 파장(Green)의 레이저광일 수 있다. 참조광(RB)은 기 설정된 강도(intensity)로 기 설정된 노광 시간 동안 마스터(110)에 입사되는 것일 수 있다. 예를 들어, 참조광(RB)의 기 설정된 강도는 1mW/cm2이고, 기 설정된 노광 시간은 5, 10, 15, 20초 중 어느 하나일 수 있다. 이 때, 광경화성 패널(120)(포토폴리머)의 두께는, 8, 15, 30 ㎛ 중 어느 하나일 수 있다. 이하 본 발명의 각 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1의 S10 단계는, 마스터(110)의 크기를 결정하는 단계이다. 마스터(110)의 크기는 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이 및 세로 길이 각각을 고려하여 상기 마스터의 크기를 결정할 수 있다. 구체적으로 마스터(110)의 크기는, 제작될 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이가 마스터(110)의 가로 길이의 배수가 되고, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 세로 길이가 마스터(110)의 세로 길이의 배수가 되도록 결정될 수 있다. 도 7를 참고하면, 광경화성 패널(120)의 가로 길이는, 마스터(110)의 가로 길이의 4배이고, 광경화성 패널(120)의 세로 길이는, 마스터(110)의 세로 길이의 3배이다. 마스터(110)의 가로 길이 및 세로 길이가 이와 같이 결정되면, 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 제작하기 위하여 마스터(110)나 광경화성 패널(120)이 정수 회만 움직이면 되므로, 제작 시간 및 효율이 향상되는 효과가 발생한다. 이에 따라, 이동 단계(S70)에서, 상기 광원과 상기 마스터(110)를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널(120)만을 이동시키는 이동횟수 즉, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'의 이동 횟수는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 마스터(110)의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값이 될 수 있고, 이 경우 최소 이동 횟수로 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 제작할 수 있게 되어 제작 시간 및 효율이 향상된다.
도 1의 S20 단계는, 마스터(110)를 제작하는 단계이다. 마스터(110)를 제작하는 단계는, 마스터(110)에 각인될 회절 격자 패턴 즉, 표면 요철 격자 패턴을 갖는 마스터 스탬프를 활용하여, 마스터(110)의 소재 패널에 회절 격자 패턴을 임프린팅하는 단계; 및 회절 격자 패턴이 임프린팅된 소재 패널을 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 마스터(110)에는, 상기 회절 격자 패턴이 구현되어 마스터(110)에 의하여 발생하는 재생광이 단일의 경사 방향으로 진행될 수 있다. 도 3의 마스터(110) 상단에는 회절 격자 패턴이 나타난다. 상기 마스터 스탬프는 쿼츠 등의 표면을 식각하여 상기 표면 요철 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자 패턴이 구현된 마스터 몰드를 폴리머에 임프린팅한 것일 수 있다. 다른 한편으로, 마스터 스탬프는 쿼츠 등의 표면을 식각하여 상기 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자 패턴이 구현된 것일 수 있다.
도 1의 S30 단계는, 광경화성 패널(120)과 마스터(110)를 배치하는 단계이다. 광경화성 패널(120)과 마스터(110)는, 서로 넓은 면으로 밀착되어 나란히 배치되고, 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에 굴절률 정합액(130)(예를 들어, Index Matching Liquid나 Index Matching Oil)이 배치된다. 본 발명에서 광경화성 패널(120)와 마스터(110)는, 서로 분리되어 이동하므로, 밀착된 상태지만 부착된 상태는 아니고, 광경화성 패널(120)와 마스터(110)의 사이에는 굴절률 정합액(130)이 도포될 수 있도록 어느 정도의 이격 거리가 존재한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면 광경화성 패널(120)과 마스터(110)는 다양한 형태로 배치될 수 있다. 도 2 및 도 3의 실시예에 따르면, 마스터(110)의 상단으로 참조광(RB)이 입사되는 경우, 광경화성 패널(120)은 마스터(110)의 하단에 밀착되어 배치될 수 있다. 도 4의 실시예에 따르면, 마스터(110)의 상단으로 참조광(RB)이 입사되는 경우, 광경화성 패널(120)은 마스터(110)의 상단에 배치되고, 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에 굴절률 정합액(130)이 밀착되어 배치될 수 있다. 도 5의 실시예에 따르면, 마스터(110)의 상단으로 참조광(RB)이 입사되는 경우, 광경화성 패널(120)은 마스터(110)의 하단에 배치되고, 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에 굴절률 정합액(130)이 밀착되어 배치될 수 있다.
도 1에 나타난 S40의 단계에서는, 광원으로부터 마스터(110) 및 광경화성 패널(120)을 항하여 참조광(RB)이 입사된다. 광원은 레이저 광원일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 광원은 가간섭성이 높은 광을 출력하는 것이 바람직하다. 이 경우 여러 광의 간섭 현상이 원활하게 발생할 수 있다. 도 2 및 도 3를 참조하면, 참조광(RB)이 마스터(110)에 입사되는 것을 확인할 수 있다.
도 1에 나타난 S50의 단계에서는, 광원으로부터 조사된 참조광(RB)이 마스터(110)에 도달함에 따라, 마스터(110)에 의한 재생광(물체광(OB))이 발생한다. 마스터(110)에 참조광(RB)이 도달하는 경우, 마스터(110)에 구현된 경사 식각으로 인하여 재생광(OB)이 발생할 수 있다. 재생광(OB)은 마스터(110)에 도달한 일부 참조광(RB)이 반사되거나 회절되어 진행하는 광일 수 있다. 마스터(110)는, 단일의 경사 방향으로 진행하는 재생광(OB)을 생성한다. 이에 따라, 광경화성 패널(120)에 두 방향의 광(마스터(110)를 투과하는 참조광(RB)과 한쪽 방향으로 회절된 회절광)에 의한 간섭 패턴이 기록되고, 정확한 복제가 진행될 수 있다. 도 2 및 도 3를 참조하면 마스터(110)에 의하여 재생광(OB)이 생성된 것을 확인할 수 있다. 이 실시예에서, 재생광(OB)은 마스터(110)에 구현된 경사 식각으로 인하여 단일의 경사 방향으로 진행한다. 마스터(110)를 투과하여 진행하는 투과광(RB2)은, 참조광(RB)과 동일한 방향으로 광경화성 패널(120)에 도달한다.
도 1에 나타난 S60의 단계에서는, 광원으로부터 조사된 참조광(RB)과 마스터(110)에 의하여 발생한 재생광(물체광(OB))의 간섭 무늬가 광경화성 패널(120)에 기록됨에 따라, 광경화성 패널(120)에 격자 패턴이 형성된다. 이때 형성된 격자 패턴은 마스터(110)에 형성된 격자 패턴이 복제된 것이다.
도 1에 나타난 S70의 단계에서는, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키면서, 광경화성 패널(120) 상에서 마스터(110)보다 넓은 영역에 격자 패턴을 형성시킨다. 즉 참조광이 입사되는 동안 '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'이 이동하면서, 광경화성 패널(120) 상에서 마스터(110)보다 넓은 영역에 격자 패턴을 형성시킨다. 이를 위하여 본 발명에 따른 복제 방법은, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'을 이동시키는 장치를 이용할 수 있다. '광원과 마스터(110)'과 이동하는 경우 '광경화성 패널(120)'은 고정되고, '광경화성 패널(120)'이 이동하는 경우 '광원과 마스터(110)'가 고정된다. '광원과 마스터(110)'나 '광경화성 패널(120)' 중 어느 것이 이동하더라도 동일한 효과가 발생한다. '광원과 마스터(110)'가 이동하는 경우, '광원과 마스터(110)'를 이동시키는 장치와, 광경화성 패널(120)을 고정시키는 장치가 구비되어 본 발명에 사용될 수 있다. 광경화성 패널(120)이 이동하는 경우, '광원과 마스터(110)'를 고정시키는 장치와, 광경화성 패널(120)을 이동시키는 장치가 구비되어 본 발명에 사용될 수 있다. 이러한 장치들은, 반사형 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 경우와, 투과형 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 경우에 따라 그 형태와 기능이 달라질 수 있다.
마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에는 굴절률 정합액(130)(index matching oil)이 도포된다. 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에 굴절률 정합액(130)이 도포되어야 마스터(110)와 광경화성 패널(120)이 밀착된 상태에서, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'의 이동이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 굴절률 정합액(130)은, 광경화성 패널(120) 전체에 일시에 도포될 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 굴절률 정합액(130)은, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'이 이동할 때마다 마스터(110)와 광경화성 패널(120)의 사이의 영역인 전사 영역에 도포될 수 있다. 구체적으로 상기 굴절률 정합액은, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 도포될 수 있다.즉, 이 실시예에서, 굴절률 정합액(130)은, 광경화성 패널(120)에 일시에 도포되는 것이 아니고, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'이 이동할 때마다 새롭게 발생하는 전사 영역에 도포될 수 있다. 이를 위하여 본 발명에 따라 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 제작하는 장치에는, 굴절률 정합액(130)을 도포하는 장치를 더 포함할 수 있다. 굴절률 정합액(130)을 도포하는 장치는, 전사 영역을 기준으로 전사 영역의 이동 방향에 배치되고, 굴절률 정합액(130)은, 전사 영역이 변할 때마다 도포된다. 구체적으로, 도 6을 참조하면 굴절률 정합액(130)을 도포하는 장치는 마스터(110)의 측면에 배치되어 마스터(110)나 광경화성 패널(120)이 이동할 때마다 굴절률 정합액(130)을 도포할 수 있다. 도 6의 실시예와 달리, 굴절률 정합액(130) 도포 장치는, 마스터(110)를 둘러싸는 형태로 배치될 수도 있다. 굴절률 정합액(130)의 도포량은, 전사 영역의 넓이 및 광경화성 패널(120)의 이동 속도에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 굴절률 정합액(130)의 도포량은, 전사 영역의 넓이 및 광경화성 패널(120)의 이동 속도에 비례하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 굴절률 정합액(130)의 도포량은, 전사 영역의 넓이나 광경화성 패널(120)의 이동 속도가 증가할수록 증가할 수 있다.
참조광이 입사되는 동안 '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'은, 목표로 하는 면적 전체에 격자 패턴을 형성되도록 이동할 수 있다. 본 발명에 사용되는 광경화성 패널(120)의 넓이과 제작하고자 하는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 넓이가 동일할 수도 있지만, 다른 경우 '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)' 이동 경로는 제작하고자 하는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 넓이를 기준으로 결정될 것이다. 도 7의 실시예에는, 광경화성 패널(120)인 포토폴리머가 지그재그로 이동하고, 이에 따라 광경화성 패널(120) 상의 마스터(110)의 위치가 지그재그로 변하는 것이 나타난다. 이러한 이동 경로는, 마스터(110)의 모양 및 크기와 제작하려는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 모양 및 크기에 따라 결정된다. 마스터(110) 크기 결정 단계(S10)에서 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이가 마스터(110)의 가로 길이의 배수이고, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 세로 길이가 마스터(110)의 세로 길이의 배수가 되도록 마스터(110)의 크기가 결정되어, 이동 단계(S70)에서 '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'은 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 마스터(110)의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값만큼의 횟수로 이동할 수 있다. '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'은, 연속적으로 이동하는 것이 아니고, 격자 패턴이 형성되지 않은 영역에 마스터(110)가 위치한 후 정지된 상태로 전사가 수행된다. 전사 수행이 완료된 후 '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'은 격자 패턴이 형성되지 않은 영역 내의 다음 위치로 이동한다. 본 발명에서는 이러한 방식의 복제 고정을 타일링 방식의 복제 공정이라고 명한다. 구체적인 이동 경로는, 가로 방향으로 지그재그, 세로 방향으로 지그재그, 나선형 등 다양하게 설정될 수 있다.
도 1에 나타난 S80의 단계에서는, 홀로그래픽 격자 패턴의 형성이 완료된 광경화성 패널(120)에 UV-Vis(Ultraviolet-Visible) 블리칭(Bleaching)이 수행된다. 구체적으로 상기 광경화성 패널에 가시광선 내지 자외선 영역의 파장을 갖는 광을 조사하여 표백하는 단계가 수행된다. 이에 따라, 광경화성 패널(120)에 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 구현될 수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 실시예에서, 복제되는 홀로그래픽 광학 소자는 반사형 홀로그래픽 광학 소자이다. 이 경우 마스터(110)는, 반사형 회절 광학 소자일 수 있다.
반사형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에서, 배치 단계는, 참조광(RB)을 입사하는 광원과 마스터(110) 사이에 광경화성 패널(120)을 배치하는 단계일 수 있다. 이 경우, 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에 굴절을 최소화하기 위한 굴절률 정합제(130)가 배치될 수 있다. 본 실시예에서 반사광은 물체광(OB)이다.
반사형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에서, 격자 형성 단계는, 마스터(110)에 의하여 반사되어 상기 광경화성 패널(120)에 도달하는 반사광(물체광(OB))과, 상기 마스터(110)보다 상기 광경화성 패널(120)에 먼저 도달하는 상기 참조광(RB)에 의하여 상기 격자 패턴이 형성되는 단계이다. 광원으로부터 조사되는 참조광(RB)은, 광경화성 패널(120)에 도달한다. 마스터(110)에 의하여 생성된 반사광(물체광(OB))은 경사 방향으로 광경화성 패널(120)에 도달한다. 광경화성 패널(120)에 도달한 참조광(RB)과 반사광(물체광(OB))은 간섭을 일으켜 그 간섭 무늬가 광경화성 패널(120)에 기록된다. 마스터(110)를 투과하는 투과광(RB2)은, 본 실시예에서 다른 효과를 발생시키지 않는다.
마스터(110)는, 반사광(물체광(OB))과 참조광(RB)의 BR(Beam Ratio)이 1:1이 되게 하는 회절율을 갖을 수 있다. 이 경우, 마스터(110)의 회절율을 최대값을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 투과형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 실시예에서, 복제되는 홀로그래픽 광학 소자는 투과형 홀로그래픽 광학 소자이다. 이 경우 마스터(110)는, 투과형 회절 광학 소자일 수 있다.
투과형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에서, 배치 단계는, 참조광(RB)을 입사하는 광원과 상기 광경화성 패널(120) 사이에 상기 마스터(110)를 배치하는 단계이다. 이 경우, 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에 굴절을 최소화하기 위한 굴절률 정합제(130)가 배치될 수 있다. 본 실시예에서 물체광(OB)은 마스터(110)를 통과하면서 회절되어 경사 방향으로 진행하는 회절광이다.
투과형 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에서, 격자 형성 단계는, 상기 마스터(110)를 통과하여 상기 광경화성 패널(120)에 도달하는 투과광(RB2)과, 상기 마스터(110)에 의하여 회절되어 상기 광경화성 패널(120)에 도달하는 회절광에 의하여 상기 격자 패턴이 형성되는 단계이다. 광원으로부터 조사되는 참조광(RB)은, 광경화성 패널(120)보다 마스터(110)에 먼저 도달한다. 이후 참조광(RB)과 동일한 방향으로 마스터(110)를 투과하는 투과광(RB2)과 마스터(110)에 의하여 회절되어 경사 방향으로 진행하는 회절광(물체광(OB))이 발생한다. 투과광(RB2)과 회절광(물체광(OB))은 광경화성 패널(120)에 도달한다. 광경화성 패널(120)에 도달한 투과광(RB2)과 회절광(물체광(OB))은 간섭을 일으켜 그 간섭 무늬가 광경화성 패널(120)에 기록된다.
마스터(110)는, 반사광(물체광(OB))과 참조광(RB)의 BR(Beam Ratio)이 1:1이 되게 하는 회절율을 갖을 수 있다. 이 경우, 마스터(110)의 회절율은 실험에 의하여 결정될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 복제되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 실시예에서, 본 발명의 복제 방법을 수행하는 장치는, 레이저 광원, 각종 렌즈, 및 쉐도우 마스크 등을 구비할 수 있다. 본 실시예에서는, 이러한 장치를 통합하여 광원 장치라고 칭한다. 광원 장치들은, 레이저 광원에서 조사되는 참조광이 마스터(110) 및 광경화성 패널(120)에 입사되게 한다. 도 6의 실시예에서는, 광경화성 패널(120)이 우측으로 이동하고, 마스터(110)와 광원 장치가 고정된 상태이다. 이와 달리, 마스터(110)와 광원이 이동하는 경우, 마스터(110)와 광원은 왼쪽으로 이동하고, 광경화성 패널(120)은 고정된 상태일 수도 있다. 본 발명에 따른 공정이 진행됨에 따라, 광경화성 패널(120) 상에는 격자 패턴이 이미 형성된 영역(120a)이 존재한다. 광경화성 패널(120)은 우측으로 이동하여, 격자 패턴이 형성된 영역(120a)의 옆에 격자 패턴이 형성되지 않은 영역 위에 마스터(110)가 배치될 수 있도록 한다. 광경화성 패널(120)이 이동하는 경우, 굴절률 정합액 도포 장치를 통하여 굴절률 정합액(130)이 도포되고, 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이의 영역에 굴절률 정합액(130)이 배치된다. 굴절률 정합액(130)에 도포됨에 따라 광경화성 패널(120)이 이동하면서 굴절률의 변동없이 마스터(110)와 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 마스터(110)의 배치가 완료되면, 해당 영역에 격자 패턴이 형성될 때까지 참조광이 입사된다. 이 경우, 참조광은 기 설정된 시간 동안 입사되는 것일 수 있다. 격자 패턴의 형성이 완료되면, 광경화성 패널(120)은 다시 격자 패턴이 형성되지 않은 영역 위에 마스터(110)가 배치될 수 있도록 이동한다.
도 7의 실시예에서, 포토폴리머로 구성된 광경화성 패널(120)이 지그재그로 이동하고, 이에 따라 광경화성 패널(120) 상의 마스터(110)의 위치가 지그재그 경로로 변경된다. 본 실시예에서, 제작하려는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이는 마스터(110)의 가로 길이의 4배이고, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 세로 길이는 마스터(110)의 세로 길이의 3배이다. 이에 따라, 광경화성 패널(120)은 하나의 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 복제하기 위하여 총 11회 이동한다. 광경화성 패널(120)의 모든 영역에 마스터(110)의 격자 패턴이 형성되도록 이동한다. 광경화성 패널(120)의 모든 영역에 마스터(110)의 격자 패턴이 형성되면, UV-Vis(Ultraviolet-Visible) Bleaching이 수행되고, 홀로그래픽 광학 소자의 복제가 완료된다.
본 발명의 일 실시상태는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치에 있어서, 상기 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터(110)에 참조광을 조사하는 광원을 포함하는 광원부(100); 상기 마스터(110), 및 상기 마스터(110)보다 큰 면적을 가지고 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 전사될 광경화성 패널(120)을 배치하는 배치부(140); 상기 참조광이 상기 마스터에 입사되는 동안 상기 광경화성 패널 상에서 상기 마스터보다 넓은 영역에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키도록, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동제어부(미도시);를 포함하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치는 회절 광학 소자를 대면적으로 제작이 가능하면서도 복제 방법의 정밀도, 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 명세서 전체에서 상기 홀로그래픽 광학소자의 복제 방법과 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터(110)에 참조광을 조사하는 광원을 포함하는 광원부(100)를 포함한다. 구체적으로, 상기 광원부(100)는 상기 마스터(110)에 조사되도록 상기 참조광을 촐광시키는 광원, 상기 출광된 광원이 투과되면서 평행광이 발산될 수 있도록 광을 발산시키는 렌즈 및 상기 렌즈를 투과한 광이 통과하면서 조사되는 영역을 조절하는 슬릿을 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 광원부(100)에 의하여 출광된 광이 상기 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터(110)에 조사되어 상기 마스터(110)를 투과하는 투과광이 참조광으로 작용하고 상기 마스터에 의하여 회절되는 재생광이 물체광으로 작용함으로써, 상기 물체광과 참조광의 간섭에 의하여 형성된 홀로그래픽 격자 패턴에 복제된다. 상술한 것과 같이 상기 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터(110)에 참조광을 조사하는 광원을 포함하는 광원부를 포함함으로써, 복제될 홀로그래픽 격자 패턴을 조절하며, 패턴의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 마스터(110), 및 상기 마스터(110)보다 큰 면적을 가지고 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 전사될 광경화성 패널(120)을 배치하는 배치부를 포함한다. 구체적으로 상기 마스터의 회절 격자 패턴을 복제하기 위하여 상기 광경화성 패널(120) 또는 상기 마스터(110)는 특정 위치에 배치되어야 하므로 상기 배치부(140)에 구비될 수 있다. 상기 광경화성 패널(120)이 상기 배치부(140)에 배치되어 고정되는 경우 상기 마스터(110)가 이동하면서 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 전사시킬 수 있으며, 상기 광경화성 패널(120)이 상기 배치부(140)에 배치되고 상기 마스터(110)가 고정되는 경우 상기 광경화성 패널(120)이 이동하면서 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 전사시킬 수 있다. 나아가, 상기 광경화성 패널(120)이 상기 마스터(110)에 비하여 넓은 면적은 갖도록 구성되어 상기 마스터(110)의 회절 격자 패턴을 상기 광경화성 패널의 넓은 면적으로 복제할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 배치부(140)를 포함함으로써, 상기 광경화성 패널(120) 또는 상기 마스터(110)를 고정하여 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 상기 광경화성 패널(120a)에 복제할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 참조광이 상기 마스터에 입사되는 동안 상기 광경화성 패널(120) 상에서 상기 마스터(110)보다 넓은 영역에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키도록, 상기 광원부(10)과 상기 마스터(110)를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만(120)을 이동시키는 이동제어부(미도시)를 포함한다. 구체적으로 상기 이동제어부에 의하여 상기 광원부(10)과 상기 마스터(110)를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만(120)을 이동시키는 과정을 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에서 설명한 바와 동일하게 구현될 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 이동제어부(미도시)가 상기 광원부(10)과 상기 마스터(110)를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만(120)을 이동시킴으로써, 전사될 홀로그래픽 격자 패턴의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다, 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 굴절률 정합액이 도포되는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다, 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 굴절률 정합액이 도포됨으로써, 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 이동시 발생하는 진동을 최소화하며, 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 마찰을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 전사 영역을 기준으로 상기 전사 영역의 이동 방향에 배치되어, 상기 전사 영역이 변할 때마다 상기 굴절률 정합액을 도포하는 굴절률 정합액 도포 장치를 더 포함하며, 상기 굴절률 정합액의 도포량은, 상기 전사 영역의 넓이, 상기 광원과 상기 마스터의 이동 속도 또는 상기 광경화성 패널의 이동 속도에 기초하여 결정되는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이, 상기 전사 영역을 기준으로 상기 전사 영역의 이동 방향에 배치되어, 상기 전사 영역이 변할 때마다 상기 굴절률 정합액을 도포하는 굴절률 정합액 도포 장치를 더 포함하며, 상기 굴절률 정합액의 도포량은, 상기 전사 영역의 넓이, 상기 광원과 상기 마스터의 이동 속도 또는 상기 광경화성 패널의 이동 속도에 기초하여 결정함으로써, 과도하게 굴절률 정합액이 도포되어 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
구체적으로, 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에는 굴절률 정합액(130)(index matching oil)이 도포된다. 마스터(110)와 광경화성 패널(120) 사이에 굴절률 정합액(130)이 도포되어야 마스터(110)와 광경화성 패널(120)이 밀착된 상태에서, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'의 이동이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 굴절률 정합액(130)은, 광경화성 패널(120) 전체에 일시에 도포될 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 굴절률 정합액(130)은, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'이 이동할 때마다 마스터(110)와 광경화성 패널(120)의 사이의 영역인 전사 영역에 도포될 수 있다. 구체적으로 상기 굴절률 정합액은, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 도포될 수 있다 .즉, 이 실시예에서, 굴절률 정합액(130)은, 광경화성 패널(120)에 일시에 도포되는 것이 아니고, '광원과 마스터(110)' 또는 '광경화성 패널(120)'이 이동할 때마다 새롭게 발생하는 전사 영역에 도포될 수 있다. 이를 위하여 본 발명에 따라 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 제작하는 장치에는, 굴절률 정합액(130)을 도포하는 장치를 더 포함할 수 있다. 굴절률 정합액(130)을 도포하는 장치는, 전사 영역을 기준으로 전사 영역의 이동 방향에 배치되고, 굴절률 정합액(130)은, 전사 영역이 변할 때마다 도포된다. 구체적으로, 도 6을 참조하면 굴절률 정합액(130)을 도포하는 장치는 마스터(110)의 측면에 배치되어 마스터(110)나 광경화성 패널(120)이 이동할 때마다 굴절률 정합액(130)을 도포할 수 있다. 도 6의 실시예와 달리, 굴절률 정합액(130) 도포 장치는, 마스터(110)를 둘러싸는 형태로 배치될 수도 있다. 굴절률 정합액(130)의 도포량은, 전사 영역의 넓이 및 광경화성 패널(120)의 이동 속도에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 굴절률 정합액(130)의 도포량은, 전사 영역의 넓이 및 광경화성 패널(120)의 이동 속도에 비례하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 굴절률 정합액(130)의 도포량은, 전사 영역의 넓이나 광경화성 패널(120)의 이동 속도가 증가할수록 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 마스터는, 상기 마스터에 의하여 발생하는 재생광이 단일의 경사 방향으로 진행되게 하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 마스터가 상기 마스터에 의하여 발생하는 재생광이 단일의 경사 방향으로 진행하게 함으로써, 전사되는 홀로그래픽 격자 패턴의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동 횟수는, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 상기 마스터의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동 횟수는, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 상기 마스터의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값으로 구현함으로써, 상상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동 횟수를 최소화하여 홀로그래픽 광학 소자의 복제되는 시간을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 반사형 홀로그래픽 광학 소자인 경우, 상기 광원과 상기 마스터 사이에 상기 광경화성 패널이 배치되고, 상기 마스터에 의하여 반사되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 반사광과, 상기 마스터보다 상기 광경화성 패널에 먼저 도달하는 상기 참조광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되며, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 투과형 홀로그래픽 광학 소자인 경우, 상기 광원과 상기 광경화성 패널 사이에 상기 마스터가 배치되고, 상기 마스터를 통과하여 상기 광경화성 패널에 도달하는 투과광과, 상기 마스터에 의하여 회절되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 회절광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 조사되는 광으 조절함으로써, 구현하고자 하는 홀로그래픽 광학 소자를 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 통하여 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자는 복제에 사용되는 마스터의 제작 및 관리 용이성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 최단 거리가 0 ㎛ 이상 800 ㎛ 이하인 것일 수 있다. 도 8은 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)을 확대촬영한 사진이다. 도 8을 참고하면, 본 명세서 전체에서 심(seam)은 어느 하나의 홀로그래픽 격자 패턴과 상기 어느 하나의 홀로그래픽 패턴의 주위에 형성된 다른 홀로그래픽 격자 패턴, 즉 어느 하나의 홀로그래픽 격자 패턴과 상기 어느 하나의 홀로그래픽 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴 간의 간격을 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 최단 거리는 0 ㎛ 이상 790 ㎛ 이하, 0 ㎛ 이상 780 ㎛ 이하, 0 ㎛ 이상 770 ㎛ 이하, 0 ㎛ 이상 760 ㎛ 이하, 0 ㎛ 이상 750 ㎛ 이하, 0 ㎛ 이상 740 ㎛ 이하, 0 ㎛ 이상 730 ㎛ 이하, 0 ㎛ 이상 720 ㎛ 이하 또는 0 ㎛ 이상 710 ㎛ 이하인 것일 수 있다. 상기 심은 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 복제한 후 광학현미경(올림푸스 사, BX51, X5 배율)을 이용하여 측정한 것일 수 있다. 상술한 범위에서 심(seam)의 최단 거리를 조절함으로써, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 면적은 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자 전체 면적의 0 % 이상 15 % 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 면적은 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자 전체 면적의 0 % 이상 14 % 이하, 0 % 이상 13 % 이하, 0 % 이상 12 % 이하, 0 % 이상 11 % 이하, 0 % 이상 10 % 이하, 0 % 이상 9 % 이하, 0 % 이상 8 % 이하, 0 % 이상 7 % 이하, 0 % 이상 6 % 이하, 0 % 이상 5 % 이하, 0 % 이상 4 % 이하, 0 % 이상, 3 % 이하 0 % 이상 2 % 이하 또는 0 % 이상 1 % 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 심(seam)의 면적을 조절함으로써, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 심의 최단 거리를 조절함으로써, 하기의 심의 면적을 조절할 수 있다.
<실시예>
도 9는 심 면적 비율을 확인하기 위하여 제조한 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 개략도이다. 도 9와 같이 5cm X 5cm 사이즈 홀로그래픽 격자 패턴 4개를 본 발명의 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에 따라, 굴절률 정합액을 이용하여 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 복제하였으며, 광학현미경(올림푸스 사, BX51, X5 배율)을 이용하여 심의 최단 거리와 심 면적 비율을 측정하여 하기 표 1에 정리하였다.
<비교예>
상기 도 9와 같이 같이 5cm X 5cm 사이즈 홀로그래픽 격자 패턴 4개를 및 상기 굴절률 정합액을 이용하지 않고 전사될 마스터를 부착하고 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 복제한 후 상기 마스터를 제거하는 방식으로 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 복제하였으며, 광학현미경(올림푸스 사, BX51, X5 배율)을 이용하여 심의 최단 거리와 심 면적 비율을 측정하여 하기 표 1에 정리하였다.
구분 심의 최단 거리 심의 면적 비율
실시예 700 ㎛ 13 %
비교예 900 ㎛ 초과 16 % 초과
상기 표 1을 참고하면, 실시예는 심의 최단 거리를 감소시킴으로써, 심의 면적 비율이 감소함으로써, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 정밀도 및 균일도가 향상된 것을 확인하였다.
이에 대하여 비교예는 상기 굴절률 정합액을 이용하지 않고 전사될 마스터를 부착하고 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 복제한 후 상기 마스터를 제거하는 방식으로 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 제조함으로써, 심의 간격이 과도하게 증가하고 이로 인하여 심의 면적 비율이 증가하여 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 정밀도 및 균일도가 저하된 것을 확인하였다.
결국 본 발명의 일 실시상태인 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법 및 이에 따라 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자에 의하면, 기존의 홀로그래픽 광학 소자보다 제작 및 관리가 용이하고 내구성이 뛰어난 나노임프린팅 방식의 회절 광학 소자를 마스터로 활용하면서도 대면적의 홀로그래픽 광학 소자를 복제할 수 있으며, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 광원부
110 : 마스터
120 : 광경화성 패널
120a : 전사된 광경화성 패널
130 : 굴절률 정합액
140: 배치부
RB : 참조광(또는 기준광)
RB2 : 투과광
OB : 물체광(또는 재생광)

Claims (23)

  1. 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터; 및 상기 마스터보다 큰 면적을 가지고 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 전사될 광경화성 패널을 배치하는 단계;
    광원에 의해 조사되는 참조광을 상기 마스터에 입사시켜 상기 광경화성 패널에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키는 격자 형성 단계; 및
    상기 참조광이 입사되는 동안, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키면서, 상기 광경화성 패널 상에서 상기 마스터보다 넓은 영역에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키는 이동 단계를 포함하는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터와 상기 광경화성 패널 사이에는 굴절률 정합액이 도포되는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 굴절률 정합액은,
    상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 도포되는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전사 영역을 기준으로 상기 전사 영역의 이동 방향에 배치되어 상기 굴절률 정합액을 도포하는 굴절률 정합액 도포 장치를 더 포함하며,
    상기 굴절률 정합액은, 상기 전사 영역이 변할 때마다 도포되는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 굴절률 정합액의 도포량은,
    상기 전사 영역의 넓이 및 상기 광경화성 패널의 이동 속도에 기초하여 결정되는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마스터는,
    나노임프린팅 공정(Nanoimprint lithography, NIL)을 통하여, 상기 회절 격자 패턴에 대응하는 표면 요철 격자(Surface-Relief Grating, SRG) 패턴이 형성된 패널인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터는,
    표면에 상기 표면 요철 격자 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 마스터 스탬프를 활용하여, 상기 마스터의 소재 패널에 상기 표면 요철 격자 패턴을 임프린팅하는 단계; 및
    상기 표면 요철 격자 패턴이 임프린팅된 소재 패널을 경화하는 단계를 통하여 제조된 것인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마스터는,
    상기 마스터에 의하여 발생하는 재생광이 단일의 경사 방향으로 진행되게 하는 것인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배치 단계 이전에,
    상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이 및 세로 길이 각각을 고려하여 상기 마스터의 크기를 결정하는 마스터 크기 결정 단계; 및
    결정된 상기 마스터의 크기에 따라 상기 마스터를 제작하는 단계를 더 포함하는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배치 단계 이전에,
    상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 가로 길이가 상기 마스터의 가로 길이의 배수이고, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 세로 길이가 상기 마스터의 세로 길이의 배수가 되도록 상기 마스터의 크기를 결정하는 마스터 크기 결정 단계; 및
    결정된 상기 마스터의 크기에 따라 상기 마스터를 제작하는 단계를 더 포함하는 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 이동 단계에서,
    상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동 횟수는, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 상기 마스터의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자는 반사형 홀로그래픽 광학 소자이고,
    상기 배치 단계는,
    상기 참조광을 입사하는 광원과 상기 마스터 사이에 상기 광경화성 패널을 배치하는 단계이고,
    상기 격자 형성 단계는,
    상기 마스터에 의하여 반사되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 반사광과, 상기 마스터보다 상기 광경화성 패널에 먼저 도달하는 상기 참조광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되는 단계인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자는 투과형 홀로그래픽 광학 소자이고,
    상기 배치 단계는,
    상기 참조광을 입사하는 광원과 상기 광경화성 패널 사이에 상기 마스터를 배치하는 단계이고,
    상기 격자 형성 단계는,
    상기 마스터를 통과하여 상기 광경화성 패널에 도달하는 투과광과, 상기 마스터에 의하여 회절되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 회절광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되는 단계인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광경화성 패널에 가시광선 내지 자외선 영역의 파장을 갖는 광을 조사하여 표백하는 단계를 더 포함하는,
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.
  15. 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자에 홀로그래픽 격자 패턴으로 전사될 회절 격자 패턴을 갖는 회절 광학 소자로 구성된 마스터에 참조광을 조사하는 광원을 포함하는 광원부;
    상기 마스터, 및 상기 마스터보다 큰 면적을 가지고 상기 회절 격자 패턴에 의해 형성되는 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 전사될 광경화성 패널을 배치하는 배치부;
    상기 참조광이 상기 마스터에 입사되는 동안 상기 광경화성 패널 상에서 상기 마스터보다 넓은 영역에 상기 홀로그래픽 격자 패턴을 형성시키도록, 상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동제어부;를 포함하는,
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시킬 때마다, 상기 마스터와 상기 광경화성 패널의 사이의 영역인 전사 영역에 굴절률 정합액이 도포되는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전사 영역을 기준으로 상기 전사 영역의 이동 방향에 배치되어, 상기 전사 영역이 변할 때마다 상기 굴절률 정합액을 도포하는 굴절률 정합액 도포 장치를 더 포함하며,
    상기 굴절률 정합액의 도포량은, 상기 전사 영역의 넓이, 상기 광원과 상기 마스터의 이동 속도 또는 상기 광경화성 패널의 이동 속도에 기초하여 결정되는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 마스터는,
    상기 마스터에 의하여 발생하는 재생광이 단일의 경사 방향으로 진행되게 하는 것인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 광원과 상기 마스터를 동시에 이동시키거나 상기 광경화성 패널만을 이동시키는 이동 횟수는, 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 면적을 상기 마스터의 면적으로 나눈 값에서 1을 뺀 값인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 반사형 홀로그래픽 광학 소자인 경우, 상기 광원과 상기 마스터 사이에 상기 광경화성 패널이 배치되고, 상기 마스터에 의하여 반사되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 반사광과, 상기 마스터보다 상기 광경화성 패널에 먼저 도달하는 상기 참조광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되며,
    상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자가 투과형 홀로그래픽 광학 소자인 경우, 상기 광원과 상기 광경화성 패널 사이에 상기 마스터가 배치되고, 상기 마스터를 통과하여 상기 광경화성 패널에 도달하는 투과광과, 상기 마스터에 의하여 회절되어 상기 광경화성 패널에 도달하는 회절광에 의하여 상기 홀로그래픽 격자 패턴이 형성되는
    대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.
  21. 제1항의 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법을 통하여 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자.
  22. 제21항에 있어서,
    어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 최단 거리가 0 ㎛ 이상 800 ㎛ 이하인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자.
  23. 제21항에 있어서,
    어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴;과 상기 어느 하나의 상기 홀로그래픽 격자 패턴에 인접한 다른 홀로그래픽 격자 패턴; 간의 간격인 심(seam)의 면적은 상기 대면적 홀로그래픽 광학 소자 전체 면적의 0 % 이상 15 % 이하인
    대면적 홀로그래픽 광학 소자.
KR1020210112518A 2020-08-25 2021-08-25 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법 및 이에 따라 복제된 대면적 홀로그래픽 광학 소자 KR20220026521A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2790305B2 (ja) * 1989-03-08 1998-08-27 大日本印刷株式会社 反射型ホログラムの複製方法
JP3672123B2 (ja) * 1996-01-22 2005-07-13 大日本印刷株式会社 拡散反射型ホログラムの複製方法
DE19809502B4 (de) * 1997-08-04 2007-06-14 Bundesdruckerei Gmbh Vorrichtung zur Herstellung einer Kontaktkopie eines Hologramms
JP2000321962A (ja) * 1999-03-10 2000-11-24 Victor Co Of Japan Ltd マスタホログラム及びこれを用いたホログラムフィルタの製造方法
JP4510224B2 (ja) * 2000-05-09 2010-07-21 大日本印刷株式会社 ホログラム複製方法及びホログラム複製装置
KR20020049493A (ko) * 2000-12-19 2002-06-26 박호군 대면적 홀로그래픽 회절격자 생성방법 및 장치
JP2002244536A (ja) * 2001-02-20 2002-08-30 Sony Corp ホログラム複製装置及び方法
EP1700296A2 (en) * 2003-12-30 2006-09-13 Aprilis, Inc. Replication of data to holographic medium
JP2006318515A (ja) * 2004-09-10 2006-11-24 Ricoh Co Ltd ホログラム素子及びその製造方法及び光ヘッド装置
US20080218817A1 (en) * 2007-03-07 2008-09-11 Grygier Robert K System and method for making seamless holograms, optically variable devices and embossing substrates
US20130003151A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Holographic storage method and article
CN102442048B (zh) * 2011-09-28 2014-03-12 汕头市鑫瑞纸品有限公司 一种宽幅专用全息模压母版的制作方法
KR20130088995A (ko) * 2012-02-01 2013-08-09 (주) 한교아이씨 홀로그램 연속복제장치
CN103317825B (zh) * 2013-05-14 2015-03-04 武汉华工图像技术开发有限公司 一种全息专版的uv拼版方法
DE102015100513A1 (de) * 2015-01-14 2016-07-14 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Verfahren und Master zum Herstellen eines Volumenhologramms
CN108475037B (zh) * 2015-12-22 2021-09-14 科思创德国股份有限公司 用基片导引的重建光束工业产生体积反射全息图的设备和方法
JP6996057B2 (ja) * 2016-11-30 2022-01-17 エルジー・ケム・リミテッド ホログラム複製方法及び装置
KR102068574B1 (ko) * 2018-05-29 2020-01-21 한국기계연구원 나노 임프린팅용 대면적 스탬프 제조방법
CN109087577A (zh) * 2018-10-09 2018-12-25 深圳市深大极光科技有限公司 一种批量生产体全息防伪标识的方法及装置
KR102214351B1 (ko) 2019-03-07 2021-02-09 주식회사 웰릭스 화재감지기 관리시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240038850A (ko) 2022-09-16 2024-03-26 희성전자 주식회사 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치 및 그 방법

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