KR20240038850A - Replicating apparatus and method of large-area holographic optical element - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토폴리머를 이용한 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 장치와 그 방법에 관한 것으로, 본 실시예의 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법은, 마스터에 기준광을 조사하여 광원과 마스터 사이에 배치되는 패널에 홀로그램을 복제하는 과정으로서, (a) 광흡수층을 갖는 블랙 글래스를 준비하는 단계, (b) 상기 블랙 글래스 표면에 다수의 분할 마스터를 서로 이웃하도록 부착하여 대면적의 타일링 마스터를 형성하는 단계, (c) 상기 타일링 마스터 상면에 복제 패널을 라미네이팅하는 단계, 및, (d) 상기 타일링 마스터 상면에 일정 영역 단위로 스캐닝하면서 기준광을 조사하여 상기 복제 패널에 홀로그램을 복제하는 단계를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for replicating a large-area holographic optical element using a photopolymer. The method for replicating a large-area holographic optical element of this embodiment includes irradiating reference light to the master and disposing the master between the light source and the master. A process of replicating a hologram on a panel, including (a) preparing black glass with a light absorption layer, (b) attaching a plurality of divided masters to the surface of the black glass so that they are adjacent to each other to form a large-area tiling master. Steps (c) laminating a replication panel on the top surface of the tiling master, and (d) replicating a hologram on the replication panel by irradiating reference light while scanning the top surface of the tiling master in a certain area.
Description
본 발명은 홀로그래픽 광학 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토폴리머를 이용한 대면적 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 장치와 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to holographic optical devices, and more specifically, to a device and method for replicating large-area holographic optical devices using photopolymer.
홀로그래픽 광학 소자(HOE : holographic optical elements)는 기준광(참조광)과 물체광에 의하여 특정 격자 패턴이 형성된 것으로, 홀로그램을 기록하고 재생하기 위하여 필요한 소자이다.Holographic optical elements (HOE) are devices in which a specific grid pattern is formed by reference light and object light, and are necessary for recording and reproducing holograms.
최근에는 광학 기능을 갖춘 홀로그래픽 광학 소자의 구현에 많은 관심이 집중되고 있는데, HOE는 높은 회절효율과 협대역 주파수 특성, 그리고 여러가지 광학기능을 하나의 소자로 구현 가능하기 때문에 비행기와 자동차의 정보 표시를 위한 HUD(head-up display), 증강현실용 HMD(head mounted display), 2D/3D 디스플레이용 스크린 등에 널리 활용되고 있다. HOE 기술은 향후 더 광범위한 응용 분야에 적용될 것으로 예상된다.Recently, much attention has been focused on the implementation of holographic optical devices with optical functions. HOE has high diffraction efficiency, narrow-band frequency characteristics, and can implement various optical functions with a single device, so it is used to display information in airplanes and automobiles. It is widely used in HUD (head-up display), HMD (head mounted display) for augmented reality, and 2D/3D display screens. HOE technology is expected to be applied to a wider range of applications in the future.
이처럼 다양한 응용분야와 응용사례에 대응하기 위해서는 향후에 HOE의 대량 생산과 보급이 필요하기 때문에 홀로그램의 생산 및 복제 기술이 필수적이다. 홀로그램 복제란 복사체인 원본 홀로그램, 즉 마스터(master) 홀로그램에 저장되어 있는 간섭 정보를 피복사체(복제용 필름)에 옮기는 것을 의미한다.In order to respond to such diverse application fields and cases, hologram production and replication technology is essential because mass production and distribution of HOE will be necessary in the future. Hologram replication means transferring the interference information stored in the original hologram, that is, the master hologram, to the copy object (replication film).
홀로그램 복제기술은 복제기술의 특징에 따라 기계식과 광학식 방법으로 구분될 수 있으며, 본 발명에서는 광학식 복제기술을 제안한다. 광학식 복제기술은 복사체(마스터 홀로그램 필름)와 피복사체(포토폴리머 필름같은 감광성 매질)에 간섭성 빛(보통 레이저빔)을 조사함으로써 홀로그램이 복사되는 기술을 말한다. Hologram replication technology can be divided into mechanical and optical methods depending on the characteristics of the replication technology, and the present invention proposes optical replication technology. Optical replication technology refers to a technology in which a hologram is copied by irradiating coherent light (usually a laser beam) to the radiator (master hologram film) and the radiator (photosensitive medium such as photopolymer film).
최근에는 자동차용 HUD, 증강현실(AR) 디스플레이 장치가 발전하고 그 쓰임새가 다양해지면서 대화면의 홀로그래픽 광학 소자에 대한 복제의 필요성이 증가하고 있다. 이를 위하여 한국공개특허 10-2022-0026521호에는 나노임프린팅 공정을 이용한 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제방법을 소개하고 있다.Recently, as automotive HUD and augmented reality (AR) display devices have developed and their uses have become more diverse, the need for replicating large-screen holographic optical elements is increasing. To this end, Korean Patent Publication No. 10-2022-0026521 introduces a method of replicating large-area holographic optical devices using a nanoimprinting process.
상기 선행특허문헌의 광학 소자 복제방법은 나노임프린팅 공정을 통한 회절 격자 패턴 소자를 갖는 마스터를 제작하고, 그 상측에 광경화성 패널을 위치시킨 후, 기준광이 입사되는 동안 광원과 마스터를 동시에 이동시키거나 광경화성 패널만을 이동시키면서 복제를 반복적으로 진행하는 방법이다.The method of replicating an optical element in the prior patent document involves manufacturing a master with a diffraction grid pattern element through a nanoimprinting process, placing a photocurable panel on the top, and then simultaneously moving the light source and the master while the reference light is incident. Alternatively, this is a method of repeatedly replicating while moving only the photocurable panel.
선행특허문헌과 같이 나노임프린팅 마스터를 이용한 대면적 홀로그램 광학 소자 복제 방법은 복제시 마스터와 광경화성 패널 사이에 패턴에 의한 에어 갭(Air Gap)이 발생하고, 이로 인하여 레이저 광원의 간섭성 저하로 회절효율 및 복제 성능이 상당히 저하된다.As in the prior patent literature, in the method of replicating a large-area holographic optical device using a nanoimprinting master, an air gap is generated due to the pattern between the master and the photocurable panel during replication, which reduces the coherence of the laser light source. Diffraction efficiency and replication performance are significantly reduced.
또한, 선행특허문헌과 같이 나노임프린팅 마스터 복제시 마스터가 투명하여 투과된 기준광이 마스터를 투과한 후 뒷면의 지그와 같은 대상물에 반사되어 복제하고자 하는 마스터 외의 다른 물질을 복제하여 마스터 정보에 대한 복제율이 현저히 저하된다.In addition, as in the prior patent literature, when replicating a nanoimprinting master, the master is transparent, so the transmitted reference light passes through the master and is then reflected on an object such as a jig on the back, thereby replicating a material other than the master to be copied, thereby determining the replication rate for the master information. This decreases significantly.
즉, 종래의 나노임프린팅 마스터를 이용한 대면적 홀로그램 광학 소자 복제 방법은 에어 갭에 의하여 각인이 저하되고, 투과광의 후면 재반사에 따른 각인율의 편차가 커 특히 백색 구현의 화질이 급격히 저하되는 문제점이 있다.In other words, in the method of replicating large-area holographic optical elements using a conventional nanoimprinting master, the imprint is degraded due to the air gap, and the deviation in the imprint rate due to rear reflection of transmitted light is large, leading to a sharp deterioration in image quality, especially in white implementations. There is.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 에어 갭 발생과 투과광의 재반사 문제를 해결하여 복제율과 화질을 개선할 수 있는 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 장치와 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention was proposed to solve the above problems, and its object is to provide a large-area holographic optical element replication device and method that can improve the replication rate and image quality by solving the problems of air gap occurrence and re-reflection of transmitted light. Do this.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 실시예의 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 장치는, 광흡수층을 갖는 블랙 글래스를 구비하는 지그부, 상기 지그부의 상부에 배치되어 일정 면적 크기의 기준광을 조사하는 광원부, 및, 상기 기준광이 조사되는 일정 영역이 스캐닝되도록 제어하는 스캐닝 구동부를 포함하여, 상기 블랙 글래스에 결합된 대면적의 마스터 영역을 일정 크기의 분할 영역 단위로 스캐닝하여 복제하도록 구성된다.The large-area holographic optical element replica device of the present embodiment for solving the above problems includes a jig part provided with black glass having a light absorption layer, a light source part disposed on an upper part of the jig part and irradiating reference light of a certain area size, and a scanning driver that controls a predetermined area to which the reference light is irradiated to be scanned, and is configured to scan and replicate a large-area master area combined with the black glass in divided areas of a predetermined size.
또한, 상기 스캐닝 구동부는, 상기 지그부의 이동을 제어하는 지그 이동유닛 또는 상기 광원부의 이동을 제어하는 광원 이동유닛 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Additionally, the scanning driver may include at least one of a jig movement unit that controls movement of the jig unit or a light source movement unit that controls movement of the light source unit.
또한, 상기 스캐닝 구동부는, 상기 지그 이동유닛 또는 상기 광원 이동유닛 중 어느 하나의 구동을 제어하거나 이들의 구동을 동시에 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the scanning driving unit may be configured to control the driving of either the jig moving unit or the light source moving unit or to control the driving of both simultaneously.
또한, 상기 블랙 글래스는, 내부에 광흡수 물질을 함유하는 글래스, 표면에 광흡수 물질이 코팅된 투명 글래스 또는 표면에 광흡수 필름이 부착된 투명 글래스로 구성될 수 있다.In addition, the black glass may be composed of glass containing a light-absorbing material inside, transparent glass coated with a light-absorbing material on the surface, or transparent glass with a light-absorbing film attached to the surface.
그리고 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 실시예의 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법은, 마스터에 기준광을 조사하여 광원과 마스터 사이에 배치되는 패널에 홀로그램을 복제하는 과정으로서, (a) 광흡수층을 갖는 블랙 글래스를 준비하는 단계, (b) 상기 블랙 글래스 표면에 다수의 분할 마스터를 서로 이웃하도록 부착하여 대면적의 타일링 마스터를 형성하는 단계, (c) 상기 타일링 마스터 상면에 복제 패널을 라미네이팅하는 단계, 및, (d) 상기 타일링 마스터 상면에 일정 영역 단위로 스캐닝하면서 기준광을 조사하여 상기 복제 패널에 홀로그램을 복제하는 단계를 포함한다.In order to solve the above problems, the replication method of the large-area holographic optical element of this embodiment is a process of radiating reference light to the master and replicating the hologram on a panel disposed between the light source and the master, comprising: (a) a light absorption layer; Preparing black glass having, (b) attaching a plurality of split masters to the surface of the black glass so that they are adjacent to each other to form a large-area tiling master, (c) laminating a replica panel on the top surface of the tiling master. and, (d) replicating the hologram on the replication panel by irradiating reference light while scanning the upper surface of the tiling master in units of certain areas.
또한, 상기 복제 패널은 상기 타일링 마스터와 동일한 면적을 갖는 포토폴리머 패널로 구성될 수 있다.Additionally, the replica panel may be composed of a photopolymer panel having the same area as the tiling master.
또한, 상기 (b) 단계는, 투광성 접착부재를 매개로 다수의 상기 분할 마스터를 부착하여 타일링 마스터를 형성할 수 있다.Additionally, in step (b), a tiling master may be formed by attaching a plurality of the divided masters through a light-transmitting adhesive member.
또한, 다수의 상기 분할 마스터는 서로 동일한 크기를 갖는 포토폴리머 패널로 구성될 수 있다.Additionally, the plurality of divided masters may be composed of photopolymer panels having the same size.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 투광성 접착부재에 다수의 상기 분할 마스터를 서로 이웃하도록 부착하여 타일링 마스터를 제조한 후 상기 타일링 마스터를 상기 블랙 글래스에 합지할 수 있다.Additionally, in step (b), a tiling master may be manufactured by attaching a plurality of the divided masters to the light-transmitting adhesive member so that they are adjacent to each other, and then the tiling master may be laminated to the black glass.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 투광성 접착부재를 상기 블랙 글래스에 부착한 후, 다수의 상기 분할 마스터를 서로 이웃하도록 상기 투광성 접착부재에 부착하여 타일링 마스터를 형성할 수 있다.Additionally, in step (b), after attaching the translucent adhesive member to the black glass, a tiling master may be formed by attaching a plurality of the divided masters to the translucent adhesive member so that they are adjacent to each other.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 분할 마스터 단위로 스캐닝하면서 기준광을 조사할 수 있다.Additionally, in step (d), reference light may be irradiated while scanning in the divided master units.
본 실시예에 의하면 대면적 홀로그램 기록을 복제함으로써, 대화면의 HUD나 AR용 투명 디스플레이 장치를 쉽게 구현할 수 있는 효과가 있다.According to this embodiment, by replicating the large-area hologram record, it is possible to easily implement a large-screen HUD or transparent display device for AR.
또한, 본 실시예에 의하면 대면적의 홀로그램 기록을 복제함에 있어서, 에어 갭 발생과 투과광의 재반사 문제를 해결함으로써, 복제 효율 저하와 화질 불량 문제를 개선할 있고, 색재현율을 증가시키는 효과가 있다.In addition, according to this embodiment, when replicating a large-area holographic record, the problem of air gap occurrence and re-reflection of transmitted light is solved, thereby improving problems of low replication efficiency and poor image quality, and has the effect of increasing color gamut. .
도 1은 본 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 구조를 나타낸 측면도,
도 2는 본 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 구조를 나타낸 사시도,
도 3은 본 실시예에 따른 타일링 마스터를 나타낸 평면도,
도 4는 본 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자 복제 장치의 주요 구성을 나타낸 블록도,
도 5는 본 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 과정을 나타낸 순서도,
도 6은 종래의 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 결과물과 본 실시예의 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 결과물을 비교한 도면.1 is a side view showing a large-area holographic optical device replication structure according to this embodiment;
Figure 2 is a perspective view showing a large-area holographic optical device replication structure according to this embodiment;
3 is a plan view showing a tiling master according to this embodiment;
Figure 4 is a block diagram showing the main configuration of the holographic optical element replicating device according to this embodiment;
Figure 5 is a flowchart showing the large-area holographic optical device replication process according to this embodiment;
FIG. 6 is a diagram comparing the results of replicating a conventional large-area holographic optical device with the results of replicating a large-area holographic optical device of the present embodiment.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. The technical problems achieved by the present invention and its implementation will become clear by the preferred embodiments described below. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be examined in detail with reference to the attached drawings.
후술되는, 본 실시예의 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시예에 관련하여 다른 실시예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이, 면적 및 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 본 실시예의 설명에 있어서, 상, 하, 좌, 우 등과 같은 표현은 상대적인 위치나 방향을 나타내는 것으로, 기술적 의의가 사전적 의미에 구속되는 것은 아니라 할 것이다. It should be understood that the differences in this embodiment, described later, are not mutually exclusive. That is, without departing from the spirit and scope of the present invention, the specific shape, structure, and characteristics described may be implemented in other embodiments with respect to one embodiment, and the positions of individual components within each disclosed embodiment. Alternatively, it should be understood that the arrangement may be changed, and similar reference numbers in the drawings refer to the same or similar functions across various aspects, and the length, area, thickness, etc. may be exaggerated for convenience. In the description of this embodiment, expressions such as up, down, left, right, etc. indicate relative positions or directions, and their technical meaning is not limited by dictionary meaning.
도 1은 본 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 구조를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 구조를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 타일링 마스터를 나타낸 평면도이다.Figure 1 is a side view showing a large-area holographic optical element replication structure according to this embodiment, Figure 2 is a perspective view showing a large-area holographic optical element replication structure according to this embodiment, and Figure 3 is a large-area holographic optical element replication structure according to this embodiment. This is a floor plan showing the tiling master.
본 실시예의 홀로그래픽 광학 소자 복제는, 광원과 마스터 사이에 복제 패널을 개입시키고, 광원에서 기준광을 조사할 때 마스터에서 반사되는 반사광을 이용하여 복제가 이루어지도록 구성된다. The holographic optical element replication of this embodiment is configured so that a replication panel is interposed between the light source and the master, and replication is performed using reflected light reflected from the master when reference light is irradiated from the light source.
이를 위한 홀로그래픽 광학 소자 복제 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 블랙 글래스(10, Black Glass) 상부에 타일링 마스터(20, Tiling Master)를 배치하며, 그 상부에 복제 패널(30)을 합지한 후, 상부에서 레이저 광이 조사되는 구조를 이룬다. 이를 위하여 최상부에는 레이저 광을 조사하는 광원이 배치된다. As shown in Figures 1 and 2, the holographic optical element replication structure for this places a tiling master (20) on top of black glass (10), and a replication panel (30) on top of it. After lamination, a structure is formed in which laser light is irradiated from the top. For this purpose, a light source that irradiates laser light is placed at the top.
구체적으로 살펴보면, 블랙 글래스(10)는 홀로그램 복제를 위하여 타일링 마스터(20)와 복제 패널(30)를 지지하는 구조물로서 지그 장치를 구성할 수 있다. 특히, 본 실시예의 블랙 글래스(10)는 광흡수층(11)을 구비하는 것을 특징으로 하며, 일 예로 블랙 글래스(10)는 내부에 광흡수 물질을 함유하는 글래스로 구성되거나, 투명 글래스 표면에 광흡수 물질이 코팅되어 형성되거나, 투명 글래스 표면에 광흡수 필름이 부착되어 형성될 수 있다. Specifically, the
광흡수층(11)을 갖는 블랙 글래스(10)는 타일링 마스터(20)를 통과한 투과광(L3)을 흡수하여 투과광(L3)이 지지 구조물에 의하여 반사되는 것을 방지한다. 상측부의 광원에서 조사되는 기준광(L1)은 타일링 마스터(20)를 통과하는 과정에서 반사되는 반사광(L2)과, 투과되는 투과광(L3)으로 나뉘어 진다. 이때, 투과광(L3)은 지지 구조물인 블랙 글래스(10)에 의하여 반사되어 다시 상측의 타일링 마스터(20)를 통과하게 된다. The
이와 같이 블랙 글래스(10)에서 반사되는 빛은 복제를 위한 반사광(L2)에 간섭되거나 복제 패널(30)에 복제되어, 실제 복제 패널(30)에 복제되어야 하는 홀로그램의 색재현율을 저하시키거나 화질을 불량하게 하는 원인이 될 수 있다. 그러나 본 실시예의 블랙 글래스(10)는 광흡수층(11)을 구비하고 있으므로, 타일링 마스터(20)를 통과하는 투과광(L3)을 흡수함으로써, 투과광(L3)의 반사에 의한 문제를 방지할 수 있다. In this way, the light reflected from the
타일링 마스터(20)는 복제하고자 하는 홀로그램 정보가 기록된 패널로서, 다수의 분할 마스터(21)가 가로 또는/및 세로 방향(또는 좌우 방향))으로 이웃하도록 배치되는 타일 구조를 이룬다. 분할 마스터(21)는 포토폴리머 패널로 구성되며, 각 분할 마스터(21)에는 서로 동일하거나 다른 홀로그램 정보가 기록될 수 있다.The
또한, 각 분할 마스터(21)는 동일한 크기로 형성되고, 다수의 분할 마스터(21)는 투광성 접착부재(22, OCA)를 매개로 서로 이웃하도록 부착되어 소정 면적의 타일링 마스터(20)를 구성할 수 있다. 일 예로, 도 3과 같이 타일링 마스터(20)는 2 x 4 배열 구조를 갖는 8개의 분할 마스터로 구성될 수 있다. In addition, each divided
본 실시예의 타일링 마스터(20)는 다수의 분할 마스터(21)로 구성됨으로써, 대면적의 마스터를 구현할 수 있다. 이때, 각 분할 마스터(21)는 20" 이하의 크기를 가질 수 있다.The
복제 패널(30)은 타일링 마스터(20)의 홀로그램 정보가 복제되는 구성으로, 타일링 마스터(20)에서 반사되는 반사광(L2)의 회절 패턴에 따라 정보가 복제된다. 이를 위한 복제 패널(30)은 광에 반응하는 포토폴리머 패널로 구성되며, 타일링 마스터(20)의 전체 면적광 동일한 면적의 포토폴리머 패널로 구성된다. 따라서 복제 패널(30)에는 각 분할 마스터(21)에 대응하는 가상의 분할 영역에서 해당 분할 마스터(21)의 홀로그램 정보가 복제되며, 최종적으로 타일링 마스터(20)의 홀로그램 정보 전체가 복제된다.The
한편, 복제 패널(30)은 타일링 마스터(20) 상면에 접합되도록 배치되며, 특히, 복제 패널(30)과 타일링 마스터(20) 사이에 기포가 발생되지 않도록 라미네이팅 공정으로 접합이 이루어진다. 이와 같이 복제 패널(30)과 타일링 마스터(20) 사이에는 에어 갭이 발생되지 않으므로, 기준광(L1)이 복제 패널(30)을 통과하는 과정이나 반사광(L2)이 타일링 마스터(20)에서 반사되는 과정에서 에어 갭에 의한 회절 효율 및 복제 성능의 저하가 방지된다. Meanwhile, the
도 4는 본 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자 복제 장치의 주요 구성을 나타낸 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing the main configuration of the holographic optical element replicating device according to this embodiment.
도면을 참조하면, 본 실시예의 홀로그래픽 광학 소자 복제 장치는 블랙 글래스를 구비하는 지그부(100)와, 지그부(100)와 소정 간격 이격되면서 상부에 배치되는 광원부(200)와, 광원부(200)에서 조사되는 기준광이 타일링 마스터(20) 표면을 순차적으로 조사되도록 제어하는 스캐닝 구동부(300)를 포함할 할 수 있다.Referring to the drawings, the holographic optical element replicating device of the present embodiment includes a
지그부(100)는 홀로그램 복제를 위한 포토폴리머 모듈(HOE)을 장착하여 고정시키는 구성이다. 포토폴리머 모듈(HOE)은 타일링 마스터(20)와 복제 패널(30)의 결합체이다. 특히, 지그부(100)는 포토폴리머 모듈(HOE)이 결합되는 베이스 기판으로 블랙 글래스(10)를 구비한다. 블랙 글래스(10)는 투과광을 흡수하기 위한 광흡수층(11)을 갖는다.The
광원부(200)는 타일링 마스터(20)에 기준광을 조사하는 구성이다. 광원부(200)는 대면적의 타일링 마스터(20)에 대하여 일정 면적 단위로 스캐닝 하면서 기준광을 조사한다. 또한, 광원부(200)는 최소 20mJ/㎠ 이상의 에너지를 갖는 레이저 빔을 기준광으로 조사한다.The
스캐닝 구동부(300)는 광원부(200)의 기준광이 타일링 마스터(20) 표면을 따라 순차적으로 스캐닝되면서 조사되도록 제어하는 구성이다. The
광원부(200)는 대면적의 타일링 마스터(20)의 전체면에 대하여 동시에 기준광을 조사할 수 없어 일정 면적 단위로 기준광을 조사하게 된다. 광원부(200)는 타일링 마스터(20)의 분할 마스터(21) 단위로 기준광을 조사할 수 있으며, 이 때, 스캐닝 구동부(300)는 이웃하는 분할 마스터(21)에 순차적으로 기준광이 조사되도록 제어부(100) 또는 광원부(200)의 이동을 제어한다. The
일 예로, 도 3과 같이 2 x 4 배열 구조를 갖는 타일링 마스터(20)에 대하여 광원부(200)는 먼저, 상단 좌측의 첫번째 분할 마스터(21-1)에 기준광을 조사한 후, 우측 방향(x 방향)으로 스캐닝하면서 이웃하는 분할 마스터에 조사하고, 네번째 분할 마스터(21-4)까지 조사하면 하측 방향(-y 방향)으로 스캐닝하면서 다섯번째 분할 마스터(21-5)에 조사한다. 그리고, 다시 좌측 방향(-x 방향)으로 스캐닝하면서 마지막 여덟번째 분할 마스터(21-8)까지 기준광을 조사한다.For example, with respect to the
스캐닝 구동부(300)는 이와 같이 광원부(200)가 소정 영역 단위로 순차적으로 기준광을 조사할 수 있도록 스캐닝 구동한다.In this way, the
이를 위한 스캐닝 구동부(300)는 광원부(200)의 위치를 이동시키는 광원 이동유닛(310) 또는 지그부(100) 즉, 타일링 마스터(20)의 위치를 이동시키는 지그 이동유닛(320) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
따라서 스캐닝 구동부(300)는 광원 이동유닛(310)을 제어하여 지그부(100)가 고정된 상태에서 광원부(200)가 이동하면서 타일링 마스터(20)에 대한 스캐닝이 이루어지도록 하고, 지그 이동유닛(320)을 제어하여 광원부(200)가 고정된 상태에서 지그부(100)가 이동하면서 타일링 마스터(20)에 대한 스캐닝이 이루어지도록 할 수 있다.Therefore, the
또한, 스캐닝 구동부(300)는 광원 이동유닛(310)과 지그 이동유닛(320)을 동시에 제어하여 광원부(200)와 지그부(100)가 함께 이동하면서 타일링 마스터(20)에 대한 스캐닝이 이루어지도록 할 수 있다. 광원부(200)와 지그부(100)를 함께 이동시키면서 스캐닝하는 경우 복제 시간을 단축시킬 수 있을 것이다.In addition, the
도 5는 본 실시예에 따른 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 과정을 나타낸 순서도이다.Figure 5 is a flowchart showing the large-area holographic optical device replication process according to this embodiment.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자를 복제하는 과정은, 먼저, 타일링 마스터(20)가 부착될 블랙 글래스(10)를 준비한다(S11). 블랙 글래스(10)는 광흡수층(11)을 구비하며, 준비된 블랙 글래스(10)는 지그부(100)에 장착될 수 있다. Referring to the drawings, in the process of replicating a holographic optical element according to this embodiment, first, the
그리고, 다수의 분할 마스터(21)를 가로 및 세로 방향의 소정의 배열 구조로 서로 연결하여 타일링 마스터(20)를 제조한다(S12). 다수의 분할 마스터(21)는 투광성 접착부재(22)의 일면에 접착하여 타일링 구조로 서로 연결할 수 있다. 이 후, 타일링 마스터(20)를 블랙 글래스(10) 표면에 합지한다(S13). 타일링 마스터(20)는 투광성 접착부재(22)를 블랙 글래스(10) 표면에 부착하여 합지할 수 있다.Then, a
한편, 본 실시예에서 다수의 분할 마스터(21)를 투광성 접착부재(22)에 부착하여 타일링 마스터(20)를 제조한 후, 이를 블랙 글래스(10)에 합지하는 과정으로 예시하고 있으나, 이는, 블랙 글래스(10) 표면에 투광성 접착부재(22)를 부착한 후 다수의 분할 마스터(21)를 투광성 접착부재(22)에 타일링 하여 블랙 글래스(10)에 직접 타일링 마스터(20)를 형성하는 구성도 의미한다. Meanwhile, in this embodiment, the process of manufacturing the
그리고, 복제 패널(30)을 타일링 마스터(20) 상면에 라미네이팅하여 기포가 발생하지 않도록 접합하고(S14), 첫번째 분할 마스터(21-1) 영역에 기준광을 조사하여 홀로그램 복제를 시작하며(S15), 스캐닝 구동으로 대면적의 타일링 마스터(20)의 전체 영역에 대하여 복제를 진행한다(S16). Then, the
도 6은 종래의 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 결과물과 본 실시예의 대면적 홀로그래픽 광학 소자 복제 결과물을 비교한 사진 도면이다.FIG. 6 is a photographic diagram comparing the results of replicating a conventional large-area holographic optical device with the results of replicating a large-area holographic optical device of this embodiment.
도 6의 (a)를 보면, 종래의 복제 결과물을 보면 에어 갭에 의한 광 산란과 구조물에서 재반사되는 투과광이 각인 외의 물체의 반사광을 기록함으로써, 백색 구현의 화질이 크게 저하되어 나타남을 됨을 확인할 수 있다. 반면, 도 6의 (b)를 보면, 본 실시예의 복제 결과물은 이러한 화질 불량이 크게 개선되고, 색재현율도 크게 향상되었음을 확인할 수 있다.Looking at Figure 6 (a), looking at the conventional reproduction result, it can be seen that light scattering by the air gap and transmitted light re-reflected from the structure record the reflected light of objects other than the engraving, resulting in a significant deterioration in the image quality of the white implementation. You can. On the other hand, looking at (b) of FIG. 6, it can be seen that the reproduction result of this example shows that this poor image quality is greatly improved and the color gamut is also greatly improved.
이와 같이 본 실시예의 홀로그래픽 광학 소자 복제 과정에 의하면, 광흡수층을 갖는 블랙 글래스를 베이스 기판으로 활용함으로써, 반사광에 의한 간섭을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예의 홀로그래픽 광학 소자 복제 과정에 의하면, 마스터와 복제 패널 사이에 에이 갭이 형성되지 않아 에어 갭에 의한 복제 성능의 저하를 방지할 수 있다.According to the holographic optical device replication process of this embodiment, interference by reflected light can be prevented by using black glass with a light absorption layer as a base substrate. Additionally, according to the holographic optical device replication process of this embodiment, an air gap is not formed between the master and the replication panel, thereby preventing degradation of replication performance due to the air gap.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다. Although exemplary embodiments of the present invention have been shown and described as described above, various modifications and other embodiments will occur to those skilled in the art. These modifications and other embodiments are to be considered and included in the appended claims without departing from the true spirit and scope of the present invention.
10 : 블랙 글래스
11 : 광흡수층
20 : 타일링 마스터
21 : 분할 마스터
22 : 투명 접착부재
30 : 복제 패널
100 : 지그부
200 : 광원부
300 : 스캐닝 구동부10: Black glass 11: Light absorption layer
20: Tiling Master 21: Splitting Master
22: Transparent adhesive member
30: Replication panel
100: Jig part
200: Light source unit
300: scanning driving unit
Claims (11)
상기 지그부의 상부에 배치되어 일정 면적 크기의 기준광을 조사하는 광원부; 및
상기 기준광이 조사되는 일정 영역이 스캐닝되도록 제어하는 스캐닝 구동부;를 포함하여,
상기 블랙 글래스에 결합된 대면적의 마스터 영역을 일정 크기의 분할 영역 단위로 스캐닝하여 복제하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.A jig portion provided with black glass having a light absorption layer;
a light source unit disposed on an upper portion of the jig unit to irradiate reference light of a certain area size; and
Including a scanning driver that controls a certain area to which the reference light is irradiated to be scanned,
A cloning device for a large-area holographic optical element that scans and replicates a large-area master area combined with the black glass in divided areas of a certain size.
상기 스캐닝 구동부는, 상기 지그부의 이동을 제어하는 지그 이동유닛 또는 상기 광원부의 이동을 제어하는 광원 이동유닛 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치.According to claim 1,
The scanning drive unit includes at least one of a jig movement unit that controls movement of the jig unit or a light source movement unit that controls movement of the light source unit.
상기 스캐닝 구동부는, 상기 지그 이동유닛 또는 상기 광원 이동유닛 중 어느 하나의 구동을 제어하거나 이들의 구동을 동시에 제어하도록 구성되는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치. According to claim 2,
The scanning driving unit is configured to control the driving of either the jig moving unit or the light source moving unit or to simultaneously control the driving of the large-area holographic optical element.
상기 블랙 글래스는, 내부에 광흡수 물질을 함유하는 글래스, 표면에 광흡수 물질이 코팅된 투명 글래스 또는 표면에 광흡수 필름이 부착된 투명 글래스로 구성되는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 장치. According to claim 1,
The black glass is a replica device of a large-area holographic optical element, which consists of glass containing a light-absorbing material inside, transparent glass coated with a light-absorbing material on the surface, or transparent glass with a light-absorbing film attached to the surface.
(a) 광흡수층을 갖는 블랙 글래스를 준비하는 단계;
(b) 상기 블랙 글래스 표면에 다수의 분할 마스터를 서로 이웃하도록 부착하여 대면적의 타일링 마스터를 형성하는 단계;
(c) 상기 타일링 마스터 상면에 복제 패널을 라미네이팅하는 단계; 및,
(d) 상기 타일링 마스터 상면에 일정 영역 단위로 스캐닝하면서 기준광을 조사하여 상기 복제 패널에 홀로그램을 복제하는 단계;를 포함하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.This is the process of radiating reference light to the master and replicating the hologram on a panel placed between the light source and the master.
(a) preparing black glass having a light absorption layer;
(b) forming a large-area tiling master by attaching a plurality of divided masters to the surface of the black glass so that they are adjacent to each other;
(c) laminating a replica panel on the top surface of the tiling master; and,
(d) replicating the hologram on the replica panel by irradiating reference light while scanning the tiling master's upper surface in units of certain areas.
상기 복제 패널은 상기 타일링 마스터와 동일한 면적을 갖는 포토폴리머 패널로 구성되는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.According to claim 5,
A method of replicating a large-area holographic optical device, wherein the replica panel is composed of a photopolymer panel having the same area as the tiling master.
투광성 접착부재를 매개로 다수의 상기 분할 마스터를 부착하여 타일링 마스터를 형성하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.The method of claim 5, wherein step (b) is,
A method of replicating a large-area holographic optical element, forming a tiling master by attaching a plurality of the divided masters using a light-transmitting adhesive member.
다수의 상기 분할 마스터는 서로 동일한 크기를 갖는 포토폴리머 패널로 구성되는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.According to claim 7,
A method of replicating a large-area holographic optical device, wherein the plurality of divided masters are composed of photopolymer panels having the same size.
상기 투광성 접착부재에 다수의 상기 분할 마스터를 서로 이웃하도록 부착하여 타일링 마스터를 제조한 후 상기 타일링 마스터를 상기 블랙 글래스에 합지하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.The method of claim 7, wherein step (b) is:
A method of replicating a large-area holographic optical element, manufacturing a tiling master by attaching a plurality of the divided masters to the light-transmitting adhesive member so that they are adjacent to each other, and then laminating the tiling master to the black glass.
상기 투광성 접착부재를 상기 블랙 글래스에 부착한 후, 다수의 상기 분할 마스터를 서로 이웃하도록 상기 투광성 접착부재에 부착하여 타일링 마스터를 형성하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.The method of claim 7, wherein step (b) is:
After attaching the translucent adhesive member to the black glass, a plurality of the divided masters are attached to the translucent adhesive member so that they are adjacent to each other to form a tiling master.
상기 분할 마스터 단위로 스캐닝하면서 기준광을 조사하는, 대면적 홀로그래픽 광학 소자의 복제 방법.The method of claim 5, wherein step (d) is:
A method of replicating a large-area holographic optical element, irradiating reference light while scanning in the divided master unit.
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KR20220026521A (en) | 2020-08-25 | 2022-03-04 | 주식회사 엘지화학 | Cloning method of large holographic optical element and large holographic optical element replicated by the method |
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