We describe a simple and effective method to fabricate a uniform plastic microlens array (MLA) with high fill-factor over a large area utilizing self-aligned diffuser lithography (SADL). In order to make an intimate contact between the photomask and the positive photo-resist during 3D diffuser lithography, which is crucial for obtaining a uniform MLA mold over a large area, we fabricated a self-aligned metal mask directly on top of the positive pho-toresist, eliminating any air gap between the metal mask and the underlying photoresist. After replication of the developed concave MLA mold onto the poly(dimethylsiloxane) (PDMS), a standard deviation of sag (height) of the MLA was observed by laser scanning confocal li-thography. The standard deviation, which indicates uniformity, was reduced by as much as a factor of six by applying SADL compared with that obtained from conventional diffuser li-thography. Using this method, we fabricated a 7-inch MLA sheet with excellent uniformity. The proposed method can be extensively applied for fabrication of large-size MLA sheets with plastic materials thanks to its simplicity and versatility.
Thanks to this noticeable improvement, we can broaden its application area to the optical sheet in the LCD BLU.
우리는 자기정렬 디퓨저 리소그래피를 이용하여 높은 충전율을 갖는 균일한 마이크로렌즈 어레이를 간단하고 효율적으로 제작하는 방법에 대해서 기술하고 있다. 기존의 3차원 디퓨저 리소그래피의 경우, 포토마스크와 포토레지스트간의 완벽한 접촉 불가능함으로 인해 불균일한 에어-갭이 존재하였고, 이는 마이크로렌즈의 불균일도를 야기하는 원인이었다. 그래서 우리는 자기정렬 금속 마스크를 하부의 포토레지스트 위에 직접 닿도록 제작하여 에어-갭을 완전히 제거하였다. 이렇게 제작된 음각의 마이크로렌즈 어레이 몰드를 사용하여 PDMS 전사를 통해 마이크로렌즈 어레이를 제작하였으며, 레이져 스케닝 공초점 현미경을 사용하여 렌즈 높이의 표준 편차를 측정함으로써 균일도를 평가하였다. 그 결과 기존의 3차원 디퓨저 리소그래피와 비교하여 제안된 자기정렬 디퓨저 리소그래피를 사용하였을 경우 표준 편차 값이 6배까지 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 균일도의 향상으로 인해 7인치 영역의 마이크로렌즈 어레이까지 제작할 수 있었다. 제안된 방법은 기본의 3차원 디퓨저 리소그래피가 갖는 장점을 그대로 갖음과 동시에 그 제작공정이 매우 간단하므로 대면적의 마이크로렌즈 어레이 제작에 널리 사용될 수 있다. 우리는 그 응용분야를 넓히기 위해 이를 LCD BLU에 적용시켜 보았으며, 성능 향상을 확인하였다.
