혁신적인 고분자 마이크로렌즈 어레이 제조

Title
혁신적인 고분자 마이크로렌즈 어레이 제조
Authors
박병국
Keywords
혁신적인고분자마이크로렌즈어레이제조
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
인간은 자연을 주의 깊게 관찰함으로써 생체에 대한 깊은 이해를 통하여 새로운 공학적 기술을 개발하는 데 영감을 얻었고, 이러한 생체모방기술은 창조적인 광학시스템 디자인과 재료과학의 진보에 많은 기여를 하였다. 최근에는 광전자 산업의 발전과 함께 진보적인 광학부품 소재에 대한 관심이 집중되면서 자연에서 영감은 받은 광학은 과학자들에게 큰 동기가 되었다. 특히 자연에 존재하는 다양한 광학시스템 중에서도 compound eye(CE)라 불리는 곤충의 눈은 image systems, optical processors, illumination device, 광센서, 광통신과 같은 다양한 적용에 중요 소재로 주목 받고 있다. CE는 수 백에서 수 만개의 낱눈이 차곡차곡 벌집처럼 쌓여 돔모양을 이루고 있으며, 각각의 낱눈은 약간씩 다른 방향을 향하고 있기 때문에 넓은 시야각을 갖게 되며 사물의 움직임을 빠르게 감지하는 것으로 알려져 있다. 이러한 생물의 CE를 생체 모방한 렌즈 구면위에 microlens array구조의 CE 렌즈는 투과 된 빛 에너지를 재배치하는 기능을 가지는 굴절 소자로 구면 렌즈 위의 microlens는 large scale lenses처럼 Snell's law를 따라서 굴절한다. 그러므로 일반적인 구면 렌즈들에 비하여 CE 렌즈는 wide field of view(FOV) 또는 wide angle illuminance가 가능 한다. 지금까지 CE lens 연구는 wide FOV imaging 그리고 fast motion detection 시스템의 개발에 집중되었고, 단일 CE lens 제조 기술만이 보고되었다. 그러나 flat panel display와 같이 균일한 조도를 요구하는 다양한 광전자 기구에 진보적인 wide angle illumination 시스템을 개발하기 위해서는 CE microlens array(MLA)는 array 형태로 제작되어야 한다. 그러므로 정교하게 제작하기 위해서는 기존의 CE lens 제조 기술과 다른 새로운 방법이 요구가 되어 진다. 본 연구에서는 CE MLA를 제조하기 위하여 간단하고 새로운 CE MLA 제조 기술을 개발하였고, molten polymer의 laminar flow와 reflow를 이용하여 혁신적인 wide angle illuminance의 monolithic CE MLA에 성공하였다. 아울러 제작된 CE MLA의 표면구조를 optical microscopy(OM), scanning electron microscope(SEM), atomic force microscope(AFM) and confocal microscopy(CM)로 측정하였다. 또한 Projection experiment를 통해 큰 구면위의 다수의 작은 볼록렌즈에 각각의 이미지들이 형성하는 것을 측정됨으로, 각각의 작은 렌즈도 광학렌즈의 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 혁신적인 고분자 MLA의 각 용도에 따라 다양한 광학적 성질을 가지도록 다양한 형태로 제작할 수 있음을 제시하였다.
Description
1. Introduction 2. Materials 1) Silicon-template having negative holes array 2) Polymer film 3. Single surface structure fabrication methods 1) Convex microlens array fabrication 2) Concave microlens array fabrication 4. Multiple surface structure fabrication methods 1) Compound eye microlens array fabrication 5. Flow profile in micro channel 6. Optical theory 7. Optical property 8. Conclusion
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22536
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College of Engineering(공과대학) > Applied Organic Materials Engineering (유기응용재료공학) > Theses(유기응용재료공학 석박사 학위논문)
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