• 한국안광학회지
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• 제15권1호
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• pp.55-60
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• 2010

목적: 플라스틱렌즈 표면의 코팅막을 식각한 렌즈와 무코팅렌즈를 비교함으로써, 코팅의 식각이 렌즈에 미치는 변화를 연구하였다. 방법: 굴절력이 0 디옵터인 CR-39, 중굴절률, 고굴절률렌즈를 코팅제거제를 사용하여 $80^{\circ}C$와 상온에서 식각하였고, 굴절력, 투과율 및 렌즈 표면의 변화를 조사하였다. 결과: 코팅의 식각으로 렌즈의 굴절력의 변화는 없었으며, 무코팅렌즈와 식각된 렌즈의 광투과율도 거의 차이가 없었다. 식각속도는 CR-39와 중굴절률렌즈에서 비슷하였으나 고굴절률렌즈에서는 느리고, 불규칙하였다. 렌즈 미세 표면을 관찰한 결과 렌즈 표면에 식각으로 인한 손상이 나타났는데, 중굴절률렌즈의 손상이 가장 적었고, 고굴절률렌즈에서 가장 많았다. 결론: 안경렌즈 표면이 손상되지 않도록 코팅막을 식각하려면, 렌즈 소재에 맞는 적합한 코팅제거제가 사용되어야 하며, 적절한 식각조건에 대한 주의가 필요할 것이다.

• 한국안광학회지
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• 제17권2호
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• pp.119-126
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• 2012

목적: 안경 렌즈 코팅 막을 불화수소산을 이용하여 상온에서 단시간 화학적으로 식각한 뒤 코팅 막과 렌즈 원재료의 변화를 살펴보고자 하였다. 방법: GRAY 70%로 염색된 vinyl ester계 고분자(Lens A)와 thiourethane계 고분자렌즈(Lens B)를 불화수소산을 이용해 5분, 10분 또는 15분 동안 식각한 뒤 재료의 기계적 물성과 하드코팅과 반사방지코팅 등 코팅 막의 손상 정도, 그리고 굴절률 광투과율 등 렌즈의 특성 변화를 관찰하였다. 결과: 두 재료 모두 식각 전과 후의 굴절력에는 큰 변화가 없었지만 반사방지코팅과 하드코팅이 차례로 제거되었고 렌즈 표면에도 손상을 주어 UV 투과율이 증가되었으며 기계적 물성은 소하였다. 화학적 식각으로 인한 렌즈의 물성 변화는 thiourethane계 고분자 렌즈에서 더 크게 나타났다. 결론: 고분자 재료의 특성에 따라 불화수소산에 대한 반응성이 다르기 때문에 식각에 따른 렌즈 자체의 물성 변화가 다르게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제16권5호
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• pp.428-432
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• 2005

마이크로칼럼에 사용되는 전자렌즈는 MEMS 공정으로 정밀하게 가공되어 기존의 전자칼럼에 비하여 광학수차를 최소화 할 수 있으며, 이는 전자칼럼의 성능 향상에 주요한 요소로 작용한다. 따라서 반도체 공정 방식(습식식각과 건식식각)에 의해 형성되는 렌즈구조에 따른 전자 광학계 연구는 중요한 의미가 있다. 마이크로칼럼을 구성하고 있는 전자방출원, 소스렌즈, 디플렉터, 포커스렌즈(Einzel lens) 중에서 전자빔의 특성에 가장 큰 영향을 주는 것은 소스렌즈이다. 본 연구에서는 소스렌즈의 extractor와 limiting aperture의 구조에 따른 전자빔 특성을 조사하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.1164-1166
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• 1999

본 연구에서는 3차원 회전체 구조물을 제조하기 위해 회전노광장치를 설계하여 제작하고 마이크로렌즈 제작용 X-선 마스크와 PMMA 기판을 정밀하게 회전시켜 노광함으로써 3차원의 마이크로렌즈를 제작하였다. 제작된 마이크로렌즈의 크기는 직경이 $50{\sim}700{\mu}m$이었고, 또한 이러한 방법으로 원통형 렌즈, 계란형 렌즈 등을 제작함으로써 X-선 사진식각공정으로 정밀도가 높은 다양한 3차원의 회전체 구조물을 제조하는 방법을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.23-28
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• 2008

마이크로칼럼에 사용되는 전자렌즈는 MEMS 공정으로 정밀하게 가공되어 기존의 전자칼럼에 비하여 광학수차를 최소화 할 수 있으며, 이는 전자칼럼의 성능 향상에 주요한 요소로 작용한다. 습식 식각과 건식 식각에 의해 형성되는 전자렌즈의 모양과 배열조합에 따른 전자 광학계 연구는 중요한 의미가 있다. 마이크로칼럼은 전자방출원, source 렌즈, deflector, focus 렌즈(Einzel 렌즈)로 구성되는데, 전자빔의 특성에 가장 큰 영향을 주는 source 렌즈의 구성 요소 중 extractor와 limiting aperture의 모양에 따른 전자빔 특성을 조사하여 마이크로칼럼 제작에 있어서 최적화된 전자렌즈 조합을 도출하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.346.1-346.1
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• 2016

본 연구에서는 열처리(Thermal Dewetting Process)와 빗각 증착(Oblique angle deposition)을 이용하여 비주기 서브파장 구조물을 마이크로 렌즈 형태의 유리 기판 상부에 제작하였다. 먼저 $2{\times}2cm2$ 크기의 유리 기판에 기존 리소그래피 공정으로 원기둥 형태의 감광액을 형성한다. 이후 Hot-plate로 $180^{\circ}C$에서 90초간 열을 가해 지름이 $20{\mu}m$인 반구형태로 변형시킨 뒤 반응성이온식각 공정을 진행하여 마이크로 렌즈를 제작한다. 렌즈의 표면에 나방 눈 구조를 형성하기 위해 전자빔 증착으로 15nm의 은 박막을 쌓은 뒤 $500^{\circ}C$에서 1분간 열처리 공정을 진행하였다. 열이 가해졌을 때 은 박막은 표면자유에너지를 최소화하기 위해 나노 크기의 덩어리진 입자 형태로 변화한다. 여기서 형성되는 나노입자의 크기가 렌즈 표면 중심에서 가장자리로 갈수록 작아진다는 것을 주사전자현미경을 통해 확인하였다. 증착 각도가 증가할수록 열처리 공정 후의 은 나노입자의 크기가 점점 작아진다는 것을 검증하기 위해 은 박막의 증착 각도를 $0^{\circ}$, $35^{\circ}$, $55^{\circ}$, $70^{\circ}$로 증착 후 열처리 공정을 진행하여 확인하였다. 비스듬하게 증착되어 형성된 박막은 다공형태로 낮은 밀도를 가지는데 이는 박막 두께 감소를 일으킨다. 따라서 증착 각도가 증가할수록 열처리 공정 후의 은 나노입자의 크기는 점점 작아진다. 이후 은 나노입자를 마스크로 하여 다시 반응성이온식각 공정을 진행하였으며 식각 후 나머지 은 나노입자들은 HNO3용액에서 1분간 처리하여 제거하였다. 제작된 구조물의 평균 직경과 크기는 각각 ~220nm 및 ~250nm인 것으로 확인하였다. 위와 같은 공정을 통해 다양한 크기를 가진 비주기 서브파장 구조물을 제작할 수 있다. 구조물의 주기가 파장 길이보다 짧을 경우 분산이 최소화되며 넓은 파장 대역에서 무반사 효과를 얻을 수 있다. 이 공정은 마스크를 통한 리소그래피의 한계를 극복할 수 있으며 여러 곡면형 표면에 적용가능한 장점이 있다. 또한 프리즘, 렌즈, 광섬유와 같은 광소자의 광투과율을 향상시키는데 이용될 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.338-338
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• 2012

사파이어 ($Al_2O_3$)는 높은 밴드갭 에너지 (~19.5 eV)를 가진 물질로서 우수한 내마모성, 강도, 전기 절연성 및 안정한 화학적 특성을 갖고 발광다이오드 기판, 보석재료 등 각종 산업 및 기술적 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 플립칩 발광다이오드 구조의 경우 광추출효율을 향상시키기 위해 높은 투과도를 갖는 사파이어 기판이 요구되어 왔으며, 지금까지 건식/습식식각방법을 이용한 사파이어 표면에 마이크로 크기의 심한 거칠기 또는 요철이 형성된 나노크기의 격자구조를 형성시키는 연구가 진행되어 오고 있다. 그 중, 나노 크기의 격자구조는 공기에서 반도체 기판까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖기 때문에 표면에서 생기는 Fresnel 반사 손실을 줄일 수 있다. 이러한 구조를 형성하기 위해서는 식각 마스크가 필요한데, 형성 방법으로 레이저 간섭 리소그래피, 전자빔 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 등이 있으나, 비싼 가격과 복잡한 공정 절차 등의 단점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 식각 마스크 패턴을 위해, 보다 저렴하고 간단한 실리카 나노구 및 열적응집 금 나노 입자를 이용하였다. 양면 폴리싱 c-plane 사파이어 기판을 사용하였고, 단일 층의 주기적인 실리카 나노구를 기판 표면에 스핀코팅에 의해 도포한 후 유도결합플라즈마 식각 장비를 이용하여 식각하여 주기적인 패턴을 갖는 렌즈모양의 격자구조를 형성하였다. 그리고 주기적으로 형성된 격자 위에 열 증착기를 이용하여 금 박막을 증착한 후 급속열적어닐닝(rapid thermal annealing)을 이용하여 열처리함으로써 비주기적인 금 나노입자를 형성시켰다. 형성된 금 나노패턴을 이용하여 동일한 조건으로 식각함으로써 광대역 및 전방향성 높은 투과도를 갖는 원뿔 모양의 사파이어 나노구조를 제작하였다. 제작된 샘플의 패턴 및 식각 형상은 전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR 분광광도계 (spectrophotometer)를 사용하여 투과율을 측정하였다. 렌즈 모양 표면 위에 원뿔모양의 나노구조를 갖는 사파이어 기판은 일반적인 사파이어 기판보다 향상된 투과율 특성을 보였다.

• 센서학회지
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• 제10권6호
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• pp.279-285
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• 2001

본 연구에서는 HNA를 이용한 Si의 bulk 식각을 통해 렌즈 모양을 갖는 몰드를 제작 한 뒤 그 위에 렌즈로 사용될 SU-8을 도포 한 다음 몰드와 렌즈를 분리시키는 방법으로 마이크로렌즈 배열을 제조하는 공정을 개발하였으며 이는 공정순서가 단순하며 경제적인 것을 특징으로 한다. Stirring 속도 800rpm 이상의 조건에서 높이 $45{\mu}m$, 직경 $150{\mu}m$의 높은 fill factor를 가지는 렌즈의 제작조건을 확립하였으며, 이와 같이 제작된 초소형 렌즈는 적외선 감지 소자와 같은 영상 소자나 projection display 영역에 응용되어 소자 성능을 향상시킬 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2012

갈륨비소(GaAs)는 수직공진표면방출레이저, 발광다이오드, 태양전지 등과 같은 광전소자에 널리 사용되는 물질이다. 그러나 높은 굴절률을 갖는 갈륨비소는 표면에서 30% 이상의 반사율을 갖기 때문에 광손실로 인해 소자의 성능이 저하된다. 따라서 표면 Fresnel 반사율을 낮출 수 있는 효율적인 반사방지막이 필요하다. 최근, 열적 불일치, 물질 선택, 접착력 저하의 단점을 가지고 있는 기존 다중박막을 대체하는 생체모방 서브파장 나노구조가 활발히 연구되고 있다. 이러한 구조는 공기(air)부터 갈륨비소까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖는 유효 단일박막과도 같기 때문에 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 자연계의 나방의 각막과 나비의 눈의 구조 형태를 모방한 반도체 생체모방 복합 눈(compound eye)은, 즉 마이크로 렌즈모양과 서브파장 나노격자구조의 복합적 형태, 표면에서 우수한 반사방지 특성을 나타낸다. 본 연구에서는, 포토리소그래피와 유도결합플라즈마 식각법을 이용하여 GaAs 기판 표면에 마이크로 렌즈 모양의 패턴을 형성한 후, 스핀코팅을 이용하여 나노 크기를 갖는 실리카 구를 도포하여 건식 식각함으로써 복합 눈 구조를 갖는 갈륨비소 반사방지막을 제작하였다. 제작된 샘플의 표면 및 식각 형상은 전자현미경(scanning electron microscope)을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 반사율을 측정하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권9호
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• pp.48-53
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• 1998

실리콘 벌크 마이크로머시닝과 표면 마이크로머시닝기술을 혼합하여 새로운 구조의 정전렌즈를 제작하였다. 표면 마이크로머시닝을 위한 구조층과 희생층으로는 폴리실리콘을 사용하였으며 구조층을 열산화막으로 보호하여 실리콘 습식 식각시 손상되지 않도록 하였다. 이전의 마이크로컬럼에 사용되던 정전렌즈에 비하여 이 구조가 갖는 장점은 1) 양극 접합의 수를 줄일 수 있어 구멍간 정렬, 렌즈의 생산성, 신뢰도, 손상 면에서 우수하고, 2) 마이크로컬럼의 집적화를 통한 arrayed lithography에도 유리하다는 것이다.