KR20220094253A - Method for manufacturing mold of micro lens array - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a micro lens array mold. A method for manufacturing a micro lens array mold according to the present invention includes a step of processing a hole array on a substrate; a step of filling the inside of the hole array with a polymer resin; a step of adding a solvent to the polymer resin to expand the volume of the polymer resin and form a convex part protruding from one surface of the substrate; and a step of manufacturing a mold by using the substrate and the shape of the convex part. According to the present invention, uniform lens arrays can be manufactured.

Description

마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING MOLD OF MICRO LENS ARRAY}Micro lens array mold manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING MOLD OF MICRO LENS ARRAY}

본 발명은 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가시광선 영역을 감지하는 이미지 센서나 (원)적외선 영역을 감지하는 이미지 센서 등에 있어서 픽셀 어레이로 배열되는 감지 소자(detector) 상부에서 각 픽셀로 유입되는 빛을 집중시켜 검출 효율을 높이도록 하는 마이크로 렌즈 어레이의 몰드 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a microlens array mold, and more particularly, in an image sensor for detecting a visible ray region or an image sensor for detecting a (far) infrared region, from an upper portion of a sensing element arranged in a pixel array. The present invention relates to a method for manufacturing a mold for a micro-lens array to increase detection efficiency by concentrating light entering each pixel.

픽셀 형태의 센서 어레이는 가시광선 영역을 감지하는 이미지 센서나 (원)적외선 영역을 감지하는 이미지 센서 등에 폭 넓게 활용된다. 상기 이미지 센서에는 검출 효율을 높이기 위해 마이크로 렌즈 어레이가 사용된다. A pixel-type sensor array is widely used in an image sensor that detects a visible light region or an image sensor that detects a (far) infrared region. A micro lens array is used in the image sensor to increase detection efficiency.

도 1은 마이크로 렌즈 어레이의 작용을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the operation of a micro lens array.

도시되어 있는 것과 같이 센서의 바닥면에는 빛을 감지하는 감지 소자(detector)가 n x m 픽셀로 이격 배치되고, 감지 소자 어레이 상부에는 감지 소자의 픽셀에 대응하는 마이크로 렌즈 어레이(10)가 배치된다. 이때, 각각의 마이크로 렌즈는 각 픽셀로 유입되는 빛을 감지 소자가 있는 유효 영역으로 집광하도록 한다. 따라서, 바닥면에는 감지 소자를 이격 배치시킬 수 있어서 이미지 검출 효율을 높일 수 있다. 이때, 센서 어레이의 각 필셀 안에서 감지 소자가 차지하는 영역(active area)은 픽셀 전체 면적 중 일부를 차지하게 되는데, 이를 fill factor 라고 한다. As shown, on the bottom surface of the sensor, a detection element (detector) for sensing light is disposed to be spaced apart by n x m pixels, and a micro lens array 10 corresponding to the pixel of the detection element is disposed on the top of the detection element array. At this time, each microlens condenses the light entering each pixel to an effective area where the sensing element is located. Accordingly, since the sensing elements can be spaced apart from each other on the bottom surface, image detection efficiency can be increased. In this case, the active area occupied by the sensing element in each pixel of the sensor array occupies a part of the total area of the pixel, which is referred to as a fill factor.

높은 품질의 마이크로 렌즈 어레이(10)를 제작하기 위해서는 기계적인 가공을 통하여 렌즈 어레이를 만들기 위한 몰드를 제작하는 것이 일반적이다. 예를 들어, 레이저를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이 성형을 위한 몰드를 직접 가공하는 방법이 알려져 있다. 하지만, 이 방법은 고가의 장비가 필요하며, 마이크로 렌즈 각각에 대하여 몰드를 직접 가공해야 한다는 문제점이 있다. 또한, 마이크로 렌즈 어레이의 특성이 다른 몰드를 새롭게 제작해야 하는 경우 비용 및 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다. In order to manufacture the high quality micro lens array 10, it is common to manufacture a mold for making the lens array through mechanical processing. For example, a method of directly processing a mold for forming a micro lens array using a laser is known. However, this method requires expensive equipment, and there is a problem in that a mold must be directly processed for each micro lens. In addition, when it is necessary to newly manufacture a mold having different characteristics of the micro lens array, there is a problem in that it takes a lot of time and money.

레이저 가공의 상기 문제점들을 해결하기 위해 종래 Thermal reflow method 이 알려져 있다. In order to solve the above problems of laser processing, a conventional thermal reflow method is known.

도 2는 종래 마이크로 렌즈 어레이 제작을 위한 몰드를 제작하는 방법의 일 예로 Thermal Reflow method를 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining a thermal reflow method as an example of a method of manufacturing a mold for manufacturing a conventional micro lens array.

먼저, 이 방법은 기존의 반도체 제조 공정 중 리소그래피(Lithography) 공정을 이용하여 기판 위에 원통형의 포토 리지스트를 형성한다. 다음, 이를 가열시켜 포토 리지스트를 액화시키면 유동성(reflow)이 생기는데 표면 장력에 의해 곡면의 액적 형상을 기판 위에 형성시킬 수 있다. 이후, 이를 경화시켜 이를 기초로 몰드를 제작하게 된다. First, in this method, a cylindrical photoresist is formed on a substrate by using a lithography process among existing semiconductor manufacturing processes. Next, when the photoresist is liquefied by heating it, reflow occurs. A curved droplet shape can be formed on the substrate by surface tension. After that, it is hardened and a mold is manufactured based on it.

Thermal Reflow method은 한꺼번에 마이크로 렌즈 어레이를 제작할 수 있다는 장점이 있으나, 가열에 의한 액화로 유동성이 생길 때 이웃하는 액적끼리 뭉치는 현상을 방지하기 위해 각 렌즈 사이의 무효 공간(dead space)가 필요하여 fill factor를 높이는데 한계가 있다. 또한, 리플로우(reflow)에 의해 만들어지는 마이크로 렌즈 어레이의 크기는 피착된 수지의 두께에 따라 결정되므로 수지의 두께 및 균일도에 대한 정밀한 조절이 필요하나 원하는 광특성을 갖는 수지 재료를 균일하고 두껍게 피착하는 것이 용이하지 않아, 결과적으로 마이크로 렌즈 어레이의 매끄럽고 균일한 표면을 획득하기 어려운 문제점이 있다.The thermal reflow method has the advantage of being able to manufacture a microlens array at once, but in order to prevent the aggregation of neighboring droplets when fluidity occurs due to liquefaction by heating, a dead space between each lens is required to fill There is a limit to increasing the factor. In addition, since the size of the microlens array made by reflow is determined by the thickness of the deposited resin, precise control of the thickness and uniformity of the resin is required, but a resin material having desired optical properties is deposited uniformly and thickly. It is not easy to do, and as a result, there is a problem in that it is difficult to obtain a smooth and uniform surface of the micro lens array.

대한민국 등록특허 10-1397553Republic of Korea Patent Registration 10-1397553

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판에 홀 어레이를 가공하고 상기 홀 어레이를 채운 고분자 수지의 체적 팽창(swelling) 현상을 이용하여 마이크로 렌즈 어레이의 몰드를 용이하게 제작할 수 있는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem in the prior art, and by processing a hole array on a substrate and using the volume swelling phenomenon of a polymer resin filling the hole array, it is easy to mold the micro lens array. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a micro lens array mold that can be manufactured.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판에 홀 어레이를 가공하는 단계; 상기 홀 어레이 내부에 고분자 수지를 채우는 단계; 상기 고분자 수지에 용매(solvent)를 가하여 상기 고분자 수지의 부피를 팽창시켜 상기 기판의 일면 위로 볼록 튀어나온 볼록부를 형성하는 단계; 및 상기 기판 및 볼록부의 형상을 이용하여 몰드를 제작하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법에 의해 달성될 수 있다. The above object, according to the present invention, processing the hole array in the substrate; filling the hole array with a polymer resin; adding a solvent to the polymer resin to expand the volume of the polymer resin to form a convex portion convexly protruding over one surface of the substrate; and manufacturing a mold using the shape of the substrate and the convex portion.

여기서, 상기 홀은 원형의 홀인 것이 바람직하다. Here, the hole is preferably a circular hole.

여기서, 상기 홀 어레이 내부에 고분자 수지를 채우는 단계는 상기 기판에 상기 고분자 수지를 도포하는 단계; 및 블레이드로 도포된 상기 고분자 수지를 밀어 상기 홀 어레이 내부에 상기 고분자 수지를 채우고, 상기 기판의 일면에 있는 상기 고분자 수지를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the filling of the polymer resin in the hole array may include: applying the polymer resin to the substrate; and pushing the polymer resin applied with a blade to fill the hole array with the polymer resin, and removing the polymer resin from one surface of the substrate.

여기서, 상기 볼록부를 형성하는 단계는 상기 용매의 종류를 바꾸어 팽창율을 조절할 수 있다. Here, in the forming of the convex portion, the expansion rate may be adjusted by changing the type of the solvent.

여기서, 상기 볼록부를 형성하는 단계는 상기 용매의 농도를 조절하여 팽창율을 조절할 수 있다. Here, in the step of forming the convex portion, the expansion rate may be adjusted by adjusting the concentration of the solvent.

여기서, 상기 볼록부를 형성하는 단계는 상기 용매와의 반응 시간을 조절하여 팽창율을 조절할 수 있다. Here, in the step of forming the convex portion, the expansion rate may be controlled by adjusting the reaction time with the solvent.

여기서, 상기 몰드를 제작하는 단계는 상기 볼록부가 형성된 기판의 일면을 도금하는 단계를 포함할 수 있다. Here, the manufacturing of the mold may include plating one surface of the substrate on which the convex portion is formed.

여기서, 상기 몰드를 제작하는 단계는 마이크로 렌즈 어레이 몰드에 상기 볼록부가 형성된 기판의 일면을 가압하여 상기 볼록부의 패턴을 전사하는 단계를 포함할 수 있다. Here, the manufacturing of the mold may include transferring the pattern of the convex part by pressing one surface of the substrate on which the convex part is formed to a microlens array mold.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판에 홀 어레이를 가공하는 단계; 상기 홀 어레이 내부에 경화시 부피가 커지는 물질을 채우는 단계; 상기 홀 어레이 내부에 채워진 물질을 경화시켜 부피를 팽창할 때 상기 기판의 일면 위로 볼록 튀어나온 볼록부를 형성하는 단계; 및 상기 기판 및 볼록부의 형상을 이용하여 몰드를 제작하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법에 의해 달성될 수 있다. The above object, according to the present invention, processing the hole array in the substrate; filling the hole array with a material that increases in volume upon curing; curing the material filled in the hole array to form a convex portion convexly protruding from one surface of the substrate when the volume is expanded; and manufacturing a mold using the shape of the substrate and the convex portion.

상기한 바와 같은 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법에 따르면 고가의 장비 없이 저렴한 비용으로 빠르게 제작할 수 있다는 장점이 있다. According to the method for manufacturing the micro lens array mold of the present invention as described above, there is an advantage that it can be quickly manufactured at a low cost without expensive equipment.

또한, 균일한 렌즈 어레이를 제작할 수 있다는 장점도 있다. In addition, there is an advantage that a uniform lens array can be manufactured.

또한, 고분자 수지에 가해지는 용매의 종류, 농도, 반응 시간 등을 조절하여 렌즈의 형상을 다양하게 제어할 수 있다는 장점도 있다. In addition, there is an advantage that the shape of the lens can be variously controlled by adjusting the type, concentration, reaction time, etc. of the solvent applied to the polymer resin.

또한, 대면적의 공정도 가능하다는 장점도 있다. In addition, there is an advantage that a large-area process is possible.

도 1은 마이크로 렌즈 어레이의 작용을 설명하는 도면이다.
도 2는 종래 마이크로 렌즈 어레이 제작을 위한 몰드를 제작하는 방법의 일 예로 Thermal Reflow method를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 몰드의 제작방법을 나타내는 공정 흐름도이다.
1 is a view for explaining the operation of a micro lens array.
2 is a view for explaining a thermal reflow method as an example of a method of manufacturing a mold for manufacturing a conventional micro lens array.
3 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a micro lens array mold according to an embodiment of the present invention.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The specific details of the embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다 Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining a method of manufacturing a micro lens array mold according to embodiments of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 몰드의 제작방법을 나타내는 공정 흐름도이다.3 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a micro lens array mold according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법은 기판(100)에 홀(102) 어레이를 가공하는 단계(도 3의 (a)), 홀(102) 어레이 내부에 고분자 수지(110)(110)를 채우는 단계(도 3의 (b) 내지 (d)), 고분자 수지(110)에 용매(solvent)를 가하여 상기 고분자 수지(110)의 부피를 팽창시켜 기판(100)의 일면 위로 볼록 튀어나온 볼록부(112)를 형성하는 단계(도 3의 (e) 내지 (f)) 및 기판(100) 및 볼록부(112)의 형상을 이용하여 몰드(120)를 제작하는 단계(도 3의 (g) 내지 (h))를 포함할 수 있다. The method for manufacturing a microlens array mold according to an embodiment of the present invention comprises the steps of processing an array of holes 102 on a substrate 100 (FIG. 3 (a)), a polymer resin 110 inside the hole 102 array. In the step of filling (110) ((b) to (d) of FIG. 3), a solvent is added to the polymer resin 110 to expand the volume of the polymer resin 110 so that it is convex on one surface of the substrate 100 Forming the protruding convex part 112 (FIG. 3(e) to (f)) and manufacturing the mold 120 using the shape of the substrate 100 and the convex part 112 (FIG. 3) of (g) to (h)).

먼저, 실리콘 또는 다른 고체 소재의 기판(100)에 홀(102) 어레이를 가공한다(도 3의 (a)). 홀(102) 어레이는 식각 공정에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 마이크로 크기의 홀(102) 어레이를 가공할 수 있다면 알려진 다른 가공 공정을 이용할 수도 있다. First, an array of holes 102 is processed in a substrate 100 made of silicon or other solid material (FIG. 3(a)). The hole 102 array may be formed by an etching process, but is not limited thereto, and other known processing processes may be used as long as the micro-sized hole 102 array can be processed.

본 발명에서 홀(102)은 기판을 관통하는 형태의 홀이 아니라 음각으로 파여진 형태의 홀(102)인 것이 바람직하다. 이때, 상기 홀(102)은 원형의 홀(102)인 것이 바람직하다. In the present invention, the hole 102 is preferably not a hole in the form of penetrating the substrate, but a hole 102 in the form of an intaglio. At this time, the hole 102 is preferably a circular hole (102).

다음, 홀(102) 어레이 내부에 고분자 수지(110)를 채운다. Next, a polymer resin 110 is filled in the hole 102 array.

홀(102) 어레이 내부에 고분자 수지(110)를 채우기 위해, 먼저 기판(100)의 일면에 고분자 수지(110)를 도포한다(도 3의 (b)). 이때, 홀(102) 어레이가 가공된 영역을 중심으로 고분자 수지(110)를 도포할 수 있으나, 기판(100)의 전면적에 대하여 고분자 수지(110)를 도포할 수 있다. In order to fill the polymer resin 110 in the hole 102 array, first, the polymer resin 110 is applied to one surface of the substrate 100 (FIG. 3 (b)). In this case, the polymer resin 110 may be applied around the area in which the hole 102 array is processed, but the polymer resin 110 may be applied to the entire area of the substrate 100 .

기판(100)의 일면에 고분자 수지(110)를 도포한 후에 블레이드(200)로 기판(100) 상에 도포된 고분자 수지(110)를 밀어서 홀(102) 어레이 내부에 고분자 수지(110)를 밀하게 채우고, 홀(102) 어레이가 아닌 기판(100) 상에 있는 고분자 수지(110)를 제거하도록 한다(도 3의 (c)). 따라서, 도시되어 있는 것과 같이 상기 고분자 수지(110)는 홀(102) 어레이 내부에만 채워지게 된다(도 3의 (d)). After coating the polymer resin 110 on one surface of the substrate 100, push the polymer resin 110 coated on the substrate 100 with the blade 200 to push the polymer resin 110 inside the hole 102 array. and to remove the polymer resin 110 on the substrate 100 rather than the hole 102 array (FIG. 3(c)). Accordingly, as shown, the polymer resin 110 is filled only inside the hole 102 array (FIG. 3(d)).

다음, 홀(102) 어레이를 채운 고분자 수지(110)에 용매(solvent)를 가하여 고분자 수지(110)의 부피를 팽창(팽윤(swelling))시킨다(도 3의 (e)). Next, a solvent is added to the polymer resin 110 filled with the hole 102 array to expand (swell) the volume of the polymer resin 110 (FIG. 3(e)).

팽윤 현상은 물질이 용매를 흡수하여 부푸는 현상이다. 고분자 물질이 고체 상태에서는 구성하는 고분자 사슬 사이의 상호 작용이 강하지만, 용매가 가해지면 고분자 사슬 사이에 용매 분자가 끼어 들어 부피가 팽창하게 된다. 특히, 고분자 물질이 고분자 사슬 사이의 군데군데 결합한 구조(가교구조)를 갖는 경우에는 고분자 사슬끼리 서로 떨어질 수 없으므로 용매 속에서 팽윤은 하지만 용해는 하지 않는다. The swelling phenomenon is a phenomenon in which a substance absorbs a solvent and swells. When a polymer material is in a solid state, the interaction between the polymer chains is strong, but when a solvent is added, the solvent molecules are interposed between the polymer chains and the volume expands. In particular, when the polymer material has a structure (crosslinked structure) in which the polymer chains are bonded to each other, the polymer chains cannot separate from each other, so they swell in the solvent but do not dissolve.

홀(102) 어레이를 채운 고분자 수지(110)의 부피가 팽창함에 따라서 개방된 홀(102) 상단으로 부풀어 올라 기판(100)의 일면 위로 액적과 같이 볼록 튀어 나온 볼록부(112)를 형성하게 된다. As the volume of the polymer resin 110 filling the hole 102 array expands, it swells to the top of the open hole 102 to form a convex portion 112 convexly protruding like a droplet on one surface of the substrate 100. .

아래 표 1은 본 발명에서 사용될 수 있는 고분자 수지(110) 및 이에 사용되는 용매(Solvent)의 예를 보여준다. Table 1 below shows examples of the polymer resin 110 that can be used in the present invention and a solvent used therein.

고분자 수지(Polymer)Polymer 용매(Solvent)Solvent MatrimidMatrimid CyclohexanoneCyclohexanone P84P84 NMPNMP PESPES NMPNMP PSfPSf NMPNMP PEBAXPEBAX Butanol, reflux at 60 °C, spin-coating at room temperatureButanol, reflux at 60 °C, spin-coating at room temperature PTMSPPTMSP TolueneToluene PANPAN NMPNMP PEIPEI NMPNMP PDMSPDMS TolueneToluene

<표 1><Table 1>

표 1에서는 각 고분자 수지(110)에 대하여 대표적으로 사용될 수 있는 용매의 일 예를 나타낸 것으로, 상기 용매 외에 다른 용매도 사용될 수 있다. 예를 들어, 아래의 표 2에서는 고분자 수지(110)로 PDMS를 사용하고 각기 다른 용매를 반응시켰을 때의 팽창비(Sweilling Ratio)를 나타낸다. 용매에 따라서 팽창이 없거나 팽창비가 다름을 확인할 수 있다. Table 1 shows an example of a solvent that can be typically used for each polymer resin 110, and other solvents may be used in addition to the solvent. For example, Table 2 below shows the swelling ratio when PDMS is used as the polymer resin 110 and different solvents are reacted. It can be confirmed that there is no swelling or the expansion ratio is different depending on the solvent.

용매(Solvent)Solvent Swelling RatioSwelling Ratio perfluorotributylamineperfluorotributylamine 1.001.00 perfluorodecalinperfluorodecalin 1.001.00 pentanepentane 1.441.44 diisopropylaminediisopropylamine 2.132.13 hexaneshexanes 1.351.35 n-heptane n -heptane 1.341.34 triethylaminetriethylamine 1.581.58 etherether 1.381.38 cyclohexanecyclohexane 1.331.33 trichloroethylenetrichlorethylene 1.341.34 dimethoxyethane (DME)dimethoxyethane (DME) 1.321.32 xylenesxylenes 1.411.41 toluenetoluene 1.311.31 ethyl acetateethyl acetate 1.181.18 benzenebenzene 1.281.28 chloroformchloroform 1.391.39 2-butanone2-butanone 1.211.21 tetrahydrofuran (THF)tetrahydrofuran (THF) 1.381.38 dimethyl carbonatedimethyl carbonate 1.031.03 chlorobenzenechlorobenzene 1.221.22 methylene chloridemethylene chloride 1.221.22 acetoneacetone 1.061.06 dioxanedioxane 1.161.16 pyridinepyridine 1.061.06 N-methylpyrrolidone (NMP) N -methylpyrrolidone (NMP) 1.031.03 tert-butyl alcohol tert -butyl alcohol 1.211.21 acetonitrileacetonitrile 1.011.01 1-propanol1-propanol 1.091.09 phenolphenol 1.011.01 dimethylformamide (DMF)dimethylformamide (DMF) 1.021.02 nitromethanenitromethane 1.001.00 ethyl alcoholethyl alcohol 1.041.04 dimethyl sulfoxide (DMSO)dimethyl sulfoxide (DMSO) 1.001.00 propylene carbonatepropylene carbonate 1.011.01 methanolmethanol 1.021.02 ethylene glycolethylene glycol 1.001.00 glycerolglycerol 1.001.00 waterwater 1.001.00

<표 2><Table 2>

따라서, 본 발명에서는 고분자 수지(110)에 가해지는 용매의 종류를 바꾸어 팽창율을 조절하는 방법으로 기판(100)의 일면 위로 볼록 튀어나오는 볼록부(112)의 형상을 제어할 수가 있다(도 3의 (f)). Therefore, in the present invention, it is possible to control the shape of the convex portion 112 convexly protruding over one surface of the substrate 100 by changing the type of solvent applied to the polymer resin 110 to adjust the expansion rate (see FIG. 3 ). (f)).

또는, 고분자 수지(110)에 가해지는 용매의 농도를 바꾸어 팽창율을 조절하는 방법으로 기판(100)의 일면 위로 볼록 튀어나오는 볼록부(112)의 형상을 제어할 수가 있다(도 3의 (f)). Alternatively, by changing the concentration of the solvent applied to the polymer resin 110 to adjust the expansion rate, it is possible to control the shape of the convex portion 112 convexly protruding over one surface of the substrate 100 (FIG. 3 (f)). ).

또는, 고분자 수지(110)와 용매 사이의 반응 시간을 바꾸어 팽창율을 조절하는 방법으로 기판(100)의 일면 위로 볼록 튀어나오는 볼록부(112)의 형상을 제어할 수가 있다(도 3의 (f)).Alternatively, it is possible to control the shape of the convex portion 112 convexly protruding over one surface of the substrate 100 by changing the reaction time between the polymer resin 110 and the solvent to adjust the expansion rate (FIG. 3(f)). ).

다음, 기판(100) 및 볼록부(112)의 형상을 이용하여 몰드(120)를 제작한다(도 3의 (g) 내지 (h)). Next, the mold 120 is manufactured using the shapes of the substrate 100 and the convex portion 112 (FIG. 3(g) to (h)).

몰드(120)를 제작하는 일 예로, 볼록부(112)가 형성된 기판(100)의 일면에 대하여 도금(electroplating)을 하여 마이크로 렌즈 어레이 성형을 위한 몰드(120)를 제작할 수가 있다. As an example of manufacturing the mold 120 , the mold 120 for forming the micro lens array may be manufactured by performing electroplating on one surface of the substrate 100 on which the convex portion 112 is formed.

또는, 마이크로 렌즈 어레이 몰드(120)에 상기 볼록부(112)가 형성된 기판(100)의 일면을 가압하여 볼록부(112)의 패턴을 몰드(120)에 전사하는 방법으로 마이크로 렌즈 어레이 성형을 위한 몰드(120)를 제작할 수가 있다. Alternatively, a method for transferring the pattern of the convex part 112 to the mold 120 by pressing one surface of the substrate 100 on which the convex part 112 is formed on the micro lens array mold 120 is used for molding the micro lens array. The mold 120 can be manufactured.

이와 같이, 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법에 따르면 레이저와 같이 고가의 장비 없이 저렴한 비용으로 마이크로 센서 어레이를 한꺼번에 빠르게 제작할 수 있다. As described above, according to the method for manufacturing a micro lens array mold of the present invention, it is possible to quickly manufacture a micro sensor array at a low cost without expensive equipment such as a laser.

또한, 고분자 수지에 가해지는 용매의 종류, 농도, 반응 시간 등을 조절하여 렌즈의 형상을 다양하게 변형이 가능하고, 각 렌즈를 균일하게 제작할 수 있다.In addition, the shape of the lens can be variously modified by adjusting the type, concentration, reaction time, etc. of the solvent applied to the polymer resin, and each lens can be uniformly manufactured.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제작방법은 기판에 홀 어레이를 가공하는 단계, 홀 어레이 내부에 물질을 채우는 단계, 홀 어레이 내부에 채워진 물질의 부피를 팽창시켜 기판의 일면 위로 볼록 튀어나온 볼록부를 형성하는 단계 및 기판 및 볼록부의 형상을 이용하여 몰드를 제작하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. A method for manufacturing a microlens array mold according to another embodiment of the present invention comprises the steps of processing a hole array on a substrate, filling the hole array with a material, and expanding the volume of the material filled in the hole array to be convex on one surface of the substrate. It may be configured to include the steps of forming the protruding convex portion and manufacturing a mold using the shape of the substrate and the convex portion.

홀 내부에 채워지는 물질은 액상 또는 젤 타입의 물질로 경화시 부피가 커지는 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 홀 내부에는 열 경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지가 채워지고, 홀을 향하여 열 또는 자외선을 인가하여 홀 내부를 채운 물질을 경화시킬 수 있다. 경화 과정에서 부피가 팽창하면 전술한 실시예와 마찬가지로 개방된 홀 상단으로 부풀어 올라 기판의 일면 위로 액적과 같이 볼록 튀어 나온 볼록부를 형성하게 된다. The material filled in the hole may be a liquid or gel-type material that increases in volume when cured. For example, the inside of the hole may be filled with a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin, and heat or ultraviolet light may be applied toward the hole to harden the material filling the inside of the hole. When the volume expands during the curing process, it swells to the top of the open hole as in the above-described embodiment to form a convex portion protruding convexly like a droplet on one surface of the substrate.

볼록부를 형성한 이후에는 전술한 실시예와 마찬가지로 마이크로 렌즈 어레이 성형을 위한 몰드를 제작할 수 있다. After the convex portion is formed, a mold for forming the microlens array may be manufactured as in the above-described embodiment.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various types of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, it is considered to be within the scope of the claims of the present invention to various extents that can be modified by any person skilled in the art to which the invention pertains.

100: 기판
102: 홀
110: 고분자 수지
112: 볼록부
120: 몰드
200: 블레이드
100: substrate
102: Hall
110: polymer resin
112: convex part
120: mold
200: blade

Claims (9)

기판에 홀 어레이를 가공하는 단계;
상기 홀 어레이 내부에 고분자 수지를 채우는 단계;
상기 고분자 수지에 용매(solvent)를 가하여 상기 고분자 수지의 부피를 팽창시켜 상기 기판의 일면 위로 볼록 튀어나온 볼록부를 형성하는 단계; 및
상기 기판 및 볼록부의 형상을 이용하여 몰드를 제작하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
processing the hole array in the substrate;
filling the hole array with a polymer resin;
adding a solvent to the polymer resin to expand a volume of the polymer resin to form a convex portion convexly protruding from one surface of the substrate; and
and manufacturing a mold using the shape of the substrate and the convex portion.
제 1 항에 있어서,
상기 홀은 원형의 홀인 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
The method of claim 1,
The hole is a circular hole in the micro lens array mold manufacturing method.
제 1 항에 있어서,
상기 홀 어레이 내부에 고분자 수지를 채우는 단계는
상기 기판에 상기 고분자 수지를 도포하는 단계; 및
블레이드로 도포된 상기 고분자 수지를 밀어 상기 홀 어레이 내부에 상기 고분자 수지를 채우고, 상기 기판의 일면에 있는 상기 고분자 수지를 제거하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
The method of claim 1,
The step of filling the inside of the hole array with a polymer resin is
applying the polymer resin to the substrate; and
and pushing the polymer resin applied with a blade to fill the hole array with the polymer resin, and removing the polymer resin on one surface of the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 볼록부를 형성하는 단계는 상기 용매의 종류를 바꾸어 팽창율을 조절하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
The method of claim 1,
The forming of the convex part is a method of manufacturing a microlens array mold to control the expansion rate by changing the type of the solvent.
제 1 항에 있어서,
상기 볼록부를 형성하는 단계는 상기 용매의 농도를 조절하여 팽창율을 조절하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
The method of claim 1,
The forming of the convex portion is a method of manufacturing a micro lens array mold to control the expansion rate by adjusting the concentration of the solvent.
제 1 항에 있어서,
상기 볼록부를 형성하는 단계는 상기 용매와의 반응 시간을 조절하여 팽창율을 조절하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
The method of claim 1,
The step of forming the convex portion is a method of manufacturing a microlens array mold to control the expansion rate by adjusting the reaction time with the solvent.
제 1 항에 있어서,
상기 몰드를 제작하는 단계는
상기 볼록부가 형성된 기판의 일면을 도금하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
The method of claim 1,
The step of making the mold is
and plating one surface of the substrate on which the convex portion is formed.
제 1 항에 있어서,
상기 몰드를 제작하는 단계는
마이크로 렌즈 어레이 몰드에 상기 볼록부가 형성된 기판의 일면을 가압하여 상기 볼록부의 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
The method of claim 1,
The step of making the mold is
and transferring the pattern of the convex part by pressing one surface of the substrate on which the convex part is formed to the micro lens array mold.
기판에 홀 어레이를 가공하는 단계;
상기 홀 어레이 내부에 경화시 부피가 커지는 물질을 채우는 단계;
상기 홀 어레이 내부에 채워진 물질을 경화시켜 부피를 팽창할 때 상기 기판의 일면 위로 볼록 튀어나온 볼록부를 형성하는 단계; 및
상기 기판 및 볼록부의 형상을 이용하여 몰드를 제작하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 몰드 제조방법.
processing the hole array in the substrate;
filling the hole array with a material that increases in volume upon curing;
forming a convex portion convexly protruding from one surface of the substrate when the volume is expanded by curing the material filled in the hole array; and
and manufacturing a mold using the shape of the substrate and the convex portion.
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