CN101493535B - 连续性微透镜阵列的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续性微透镜阵列、其制造方法及定义其的光掩模，所述微透镜阵列包括相连的多个微透镜，其中每一个微透镜在其与相邻的微透镜相连处以上的各高度具有大致呈圆形的等高线，且在与相邻的微透镜抵接相连处的各高度的等高线轮廓大致呈部分圆形。在此连续性微透镜阵列中，不同位置上的微透镜的曲面形状可因入射光角度的不同而调整。

Description

连续性微透镜阵列的制造方法

技术领域

本发明是有关一种影像记录装置，特别是有关连续性的微透镜阵列、其制造方法以及其定义用光掩模，可应用在各种须聚光至感光元件的影像记录装置上。 

背景技术

在习知的半导体影像记录装置，如电荷耦合元件(CCD)或互补式金氧半导体元件(CMOS)影像记录装置中，为提高感光元件的灵敏度，通常会在感光元件阵列上方设置微透镜阵列，其中任一微透镜会将光线聚焦在一个感光元件上。 

图1A是习知微透镜阵列的局部等高线图，图1B则显示出其中一个微透镜在不同角度截面上的高度变化。由于习知每一个微透镜110是由形成在基层10上大致呈方形的光致抗蚀剂图案加热回熔(reflow)而成形的，所以其下半部的等高线轮廓趋近方形，如图1A所示，使微透镜110在不同角度截面上有不同曲率。请见图1B，45°截面(B-B’)的曲率半径明显大于0°截面(A-A’)的。由于焦距和曲率半径有关，所以习知的微透镜110有聚焦特性不良的问题。另外，因为微透镜110彼此不连接，所以其间有无法聚光的平直部分存在，而无法收集到所有光线以有效聚光。 

习知的微透镜阵列还有与影像记录装置中其他构件整合不易的问题，以下即以感光元件是光二极管(photodiode)的CMOS影像记录装置为例作说明。图2是习知一CMOS影像记录装置的部分简图，其中微透镜阵列100制作于透光的基层10上，此基层10包括彩色滤光片阵列12及其他功能层，且位于多层内连线结构20上。多层内连线结构20含第一层内连线22及第二层内连线24，且位于光二极管阵列30上方。此CMOS影像记录装置的目镜40设置于微透镜阵列100上方一段距离处。 

由于微透镜阵列100周边部分的微透镜110的入射光50入射角偏离90°(在此处及下文中，90°方向就是影像感测芯片的法线方向)过多，故焦点不在 其正下方，因此相对于对应的光二极管30必须有一横向位移，以使焦点落在该光二极管30上，如图2所示。然而，如此该微透镜110的出射光50a会被第二层内连线24挡住一部分，而会降低影像周边部分的记录正确性。此问题虽可藉由对应部分的第二层内连线24的横向移位来解决，但如此会增加电路设计上的麻烦。 

发明内容

本发明的目的就是在提供一种连续性微透镜阵列，其可解决习知微透镜聚焦不良的问题，或可进一步在不改变内连线位置的情形下保持影像周边部分的记录正确性。 

本发明又一目的是提供一种连续性微透镜阵列的制造方法，其可用以形成本发明的微透镜阵列。 

本发明的再一目的是提供一种光掩模，其可用于本发明的连续性微透镜阵列制造方法，以定义连续性微透镜阵列。 

首先须特别说明的是，下文及申请专利范围中所谓的“多边形”皆意指边数大于4者，如同一般的认知。 

本发明的连续性微透镜阵列包括呈连续状的多个微透镜，其中每一个微透镜在其与相邻的微透镜相连处以上的各高度的等高线轮廓大致呈圆形，且在与相邻的微透镜抵接相连处的各高度的等高线轮廓大致呈部分圆形。 

在一实施例中，上述连续性微透镜阵列中的各微透镜之间没有空隙，而可收集到所有光线。在另一实施例中，任两相邻的微透镜的相连处的厚度接近0。 

在一实施例中，上述连续性微透镜阵列位于一光二极管阵列上方，且与后者之间有至少一内连线层。此至少一内连线层与微透镜阵列之间可有一彩色滤光片阵列。 

在一实施例中，上述微透镜阵列位于一感光元件阵列上方，其中每一个微透镜对应一个感光元件，且在各方向的垂直截面大致呈对称状。此微透镜阵列区分为一中间部分与位于中间部分外围的至少一个周边部分，此区分依据光入射角度不同而定，其中位于中间部分的任一个微透镜对准其所对应的感光元件，位于该至少一个周边部分的任一个微透镜相对于其所对应的感光元件则有一横向位移。在此情形下，任一个微透镜的表面可大致为一曲面， 例如是一部分球面。另外，上述感光元件阵列可为一光二极管阵列或一电荷耦合元件(CCD)阵列。 

在另一实施例中，任一个微透镜都对准其所对应的感光元件，位于中间部分的任一个微透镜在各方向的垂直截面大致呈对称状，而位于该至少一个周边部分的任一个微透镜则具有不对称的垂直截面形状。在此情形下，位于中间部分的每一个微透镜的表面亦可大致为一曲面，例如是一部分球面。 

本发明的微透镜阵列的制造方法包括以下步骤。首先形成一光致抗蚀剂图案阵列，其中每一个光致抗蚀剂图案的上视轮廓大致呈圆形或多边形，且相邻光致抗蚀剂图案彼此相连或靠近。接着进行一回熔步骤，其包括加热该光致抗蚀剂图案阵列，以使各光致抗蚀剂图案的表面圆化，并使彼此靠近的相邻光致抗蚀剂图案相连。然后进行一定形步骤，以固定各光致抗蚀剂图案的形状。 

在一实施例中，上述定形步骤使用紫外光照射光致抗蚀剂图案阵列。在另一实施例中，上述定形步骤包括进一步加热光致抗蚀剂图案阵列，其所设定的温度高于该回熔步骤所设定者。 

在一实施例中，于该回熔步骤进行之前，每一个光致抗蚀剂图案的表面可有一不均匀的高度分布，其高度由内向外递减。此种光致抗蚀剂图案阵列可由单一个光掩模所定义，此光掩模上对应任一个光致抗蚀剂图案的一光掩模图案具有一透光率分布，以使对应的光致抗蚀剂图案的表面具有该不均匀的高度分布。 

在光致抗蚀剂图案阵列中每一个皆具不均匀的表面高度分布的实施例中，每一个光致抗蚀剂图案可包括大致呈圆形或多边形的一柱状部分，以及其外围大致呈圆形或多边形且高度低于该柱状部分的至少一个环状片段，而当每个光致抗蚀剂图案包括两个或更多个环状片段时，各环状片段的高度不一，且由内向外递减。此种光致抗蚀剂图案阵列可由单一光掩模所定义，其包括一透光基板及一光掩模图案阵列。在此光掩模图案阵列中，每一个光掩模图案对应光致抗蚀剂图案阵列中的一个光致抗蚀剂图案，相邻的光掩模图案彼此隔开，其隔开的距离使得相邻的光致抗蚀剂图案可彼此相连或靠近。每个光掩模图案中有至少一个露出部分透光基板的环状分隔道，其大致呈圆形或多边形。 

在每个光致抗蚀剂图案皆包括前述柱状部分及其外围至少一个环状片 段的一个实施例中，从上方观视时，每一个光致抗蚀剂图案的柱状部分的中心与该至少一个环状片段的中心大致重合，且光致抗蚀剂图案阵列区分为一中间部分与其外围的至少一个周边部分，此区分依光入射角度不同而定。位于中间部分的每一个光致抗蚀剂图案对准其所对应的感光元件，位于该至少一个周边部分的每一个光致抗蚀剂图案相对于其所对应的感光元件体则有一横向位移。另外，上述感光元件可为光二极管或电荷耦合元件(CCD)。 

在每个光致抗蚀剂图案皆包括柱状部分及其外围至少一个环状片段的另一实施例中，光致抗蚀剂图案阵列中的每一个光致抗蚀剂图案所在的区域皆对准其所对应的感光元件。当从上方观视时，位于中间部分的每一个光致抗蚀剂图案的柱状部分的中心与该至少一个环状片段的中心大致与该光致抗蚀剂图案所在的区域的中心重合，而在位于该至少一个周边部分的每一个光致抗蚀剂图案中，该柱状部分的中心与该至少一个环状片段的中心皆相对于该光致抗蚀剂图案所在的区域的中心有一位移。 

在此须特别说明的是，本说明书中所谓的“环状片段”包括完整的环状片段以及不完整的环状片段，详情请见后文实施例的说明。 

本发明的光掩模是用以定义一连续性微透镜阵列，包括一透光基板及一光掩模图案阵列。在此光掩模图案阵列中，每一个光掩模图案定义微透镜阵列中的一个微透镜的前身的一个光致抗蚀剂图案，此光致抗蚀剂图案的上视轮廓大致呈圆形或多边形。相邻的光掩模图案彼此隔开，其隔开的距离使得对应的光致抗蚀剂图案可彼此相连或靠近。每一个光掩模图案皆具有一透光率分布，而可使对应的光致抗蚀剂图案的表面具有不均匀的高度分布，其高度由内向外递减。 

在一些实施例中，每一个光掩模图案中有露出部分透光基板的至少一个环状分隔道，其形状大致呈圆形或正多边形。在一实施例中，每一个光掩模图案中的各环状分隔道的中心与此光掩模图案的中心重合，用以定义微透镜阵列的中间部分的任一个微透镜的光掩模图案对准其所对应的感光元件，且用以定义微透镜阵列的至少一个周边部分的任一个微透镜的光掩模图案相对于其所对应的感光元件则有一横向位移。在另一实施例中，每一个光掩模图案所在的区域对准其所对应的感光元件，用以定义中间部分任一个微透镜的光掩模图案中的环状分隔道的中心与此光掩模图案所在的区域的中心大致重合，且在用以定义周边部分任一个微透镜的光掩模图案中，每一个环状 分隔道的中心皆相对于此光掩模图案所在的区域的中心有一位移。另外，上述感光元件可为光二极管或电荷耦合元件(CCD)。 

在本发明中，由于每一个微透镜在其与相邻的微透镜相连处以上的各高度具有大致呈圆形的等高线轮廓且在与相邻的微透镜抵接相连处的各高度的等高线轮廓大致呈部分圆形，所以当一个微透镜在各方向的垂直截面具有大致对称的截面形状时，其在各角度的截面形状的曲率差异皆小于习知的方底圆顶微透镜，而可达到较佳的聚焦效果。另外，在各微透镜间无空隙的实施例中，因为微透镜阵列中没有平直部分，故可收集所有光线以增加光的收集效益。 

另外，在本发明一实施例中，由于位于周边部分入射光角度偏离90°过多的每一个微透镜具有不对称的垂直截面形状，而得以将出射光角度修正回90°左右，所以中间部分及周边部分的每一个微透镜都可以对准对应的光二极管，而不必位移。因此，位于微透镜阵列的周边部分下方的内连线路也不必位移，而可省去修改电路设计的麻烦。 

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合所附图式，详细说明如下。 

附图说明

图1A是习知微透镜阵列的局部等高线图，图1B则显示出其中一个微透镜在不同角度截面上的表面高度分布。 

图2是习知一种CMOS影像记录装置的部分简图。 

图3A是本发明第一实施例的一例的微透镜阵列的局部等高线图，图3B则显示出其中一个微透镜在不同角度截面上的表面高度分布。 

图3C、3D是本发明第一实施例的另两例的微透镜阵列的局部等高线图。 

图4A～4C绘示本发明第一实施例的微透镜阵列的制造方法，其中(a)/(b)表示所欲形成的微透镜完全相连不留空隙/边缘恰好相连的例子；图4D则绘示亦可用以形成相似的微透镜的多边形光致抗蚀剂图案。 

图5A、5B绘示本发明第一实施例中，可用以定义图4A(a)、4A(b)的光致抗蚀剂图案的光掩模图案的一例。 

图5C、5D绘示本发明第一实施例中，可用以定义图4D(a)、4D(b)的光致抗蚀剂图案的光掩模图案的一例。 

图6是含有本发明第二实施例的微透镜阵列的CMOS影像记录装置的一例的部分简图。 

图7绘示本发明第二实施例的微透镜阵列中数个非对称微透镜的等高线图及对应的剖面图。 

图8包含本发明第二实施例的微透镜阵列制造方法中所形成的，作为数个非对称微透镜的前身的数个光致抗蚀剂图案的上视图及剖面图。 

图9绘示本发明第二实施例中可用以定义图8的光致抗蚀剂图案的光掩模图案。 

主要元件符号说明 

10：基层12：彩色滤光片阵列 

20：多层内连线结构22、24：第一、二层内连线 

30：光二极管40：目镜 

50：入射光50a、51：出射光 

60：微透镜预定形成区100、600：微透镜阵列 

110、310a/c/d、610a/b/c：微透镜 

302、302’、312、312’、602：光致抗蚀剂图案 

302a、302a’、312a、312a’、602a：柱状部分 

302b、302b’、312b、312b’、602b：完整的环状片段 

302c、302c’、602c：不完整的环状片段 

304：回熔步骤 

306、316：表面圆化的光致抗蚀剂图案 

307、317：球面 

308：定形步骤 

500、500’、530、530’、900：透光基板 

502、502’、532、532’、902：光掩模上区域 

510、510’、540、540’、910：光掩模图案 

520、520’、550、550’、920：环状分隔道 

520a、520a’、920a：完整的环状分隔道 

520b、520b’、920b：不完整的环状分隔道 

具体实施方式

第一实施例 

在本发明第一实施例中，每个微透镜在各方向的垂直截面具有大致对称的形状。位于微透镜阵列中间部分的每个微透镜皆对准其所对应的光二极管，而在至少一周边部分的每个微透镜相对于其所对应的一个光二极管有一横向位移，以使其焦点可以落在后者上。由于图2已绘出此种配置方式，故第一实施例的相关图式并未绘出各微透镜及其所对应的各光二极管的位置关系。 

另外，由于位于微透镜阵列中间部分的每个微透镜皆对准其所对应的光二极管，所以作为中间部分任一微透镜的前身的光致抗蚀剂图案及用以定义此光致抗蚀剂图案的光掩模图案皆对准此微透镜所对应的光二极管。由于周边部分的每个微透镜相对于其所对应的光二极管有一横向位移，所以作为周边部分任一微透镜的前身的光致抗蚀剂图案及用以定义此光致抗蚀剂图案的光掩模图案皆相对于此微透镜所对应的光二极管有一横向位移。此种关系应广为本领域者所知，故未绘于图式中。 

图3A是本发明第一实施例的一例的微透镜阵列的局部等高线图。此微透镜阵列包括呈连续状的多个微透镜310a，配置于基层10上，其中每个微透镜310a在其与相邻的微透镜310a相连处以上的各高度具有大致呈圆形的等高线轮廓，且在与相邻的微透镜抵接相连处的各高度的等高线轮廓大致呈部分圆形。由图3A可看出，每一个微透镜在各方向的垂直截面上皆具有大致对称的截面形状，故其在各角度的截面形状的曲率皆大致相同，请见图3B，45°截面(B-B’)的曲率半径大致等于0°截面(A-A’)的曲率半径。在此例中，相邻的微透镜310a并未完全密接，其间留有小空隙而暴露出少部分的基层10。 

图3C、3D分别为本发明第一实施例的另二种态样的微透镜阵列的局部等高线图。 

请参照图3C，此例的微透镜阵列的结构与前例图3A所示者大致相同，除了相邻的微透镜310c完全连接，而未留有暴露出基层10的空隙的外。由于此例的相邻微透镜310c在各方向上皆连续，所以可以收集到全部的光线来有效聚光。 

请参照图3D，此例的微透镜阵列的结构与前例图3A所示者大致相同，除了任两相邻微透镜310d的相连处的厚度等于0，即相邻微透镜310d的边缘恰好接触的外。不过，由于实际工艺中必然有一些误差，不可能使任两相 邻微透镜310d的边缘皆恰好接触，所以考量到实际情况，较佳称此例中相邻微透镜310d的相连处的厚度「接近」0。此种微透镜收集光线的效率可达78％左右，仍远高于图1A/B的习知方底圆顶微透镜的65％左右。 

图4A～4C绘示本发明一实施例的微透镜阵列的制造方法，其中(a)/(b)分别表示所欲形成的微透镜完全相连不留空隙/边缘恰好相连的例子。 

请参照图4A，首先在基层10的各微透镜预定形成区60上形成多个光致抗蚀剂图案302/312，其构成一光致抗蚀剂图案阵列。每一个光致抗蚀剂图案302/312的上视轮廓大致呈圆形，且相邻的光致抗蚀剂图案彼此相连(302)或靠近(312)，使得回熔步骤的后相邻的光致抗蚀剂图案可以相连。每一个光致抗蚀剂图案302/312包括大致呈圆形的一柱状部分302a/312a，以及其外围大致呈圆形且高度低于柱状部分302a/312a的多个环状片段302b(c)/312b，各环状片段302b(c)/312b的高度不同，且由内向外递减。 

此处须特别说明的是，图4A(a)例的光致抗蚀剂图案302的环状片段包括完整的环状片段302b以及外围不完整的环状片段302c，二者于本案说明书及权利要求中泛称为“环状片段”，其中不完整的环状片段302c与相邻的光致抗蚀剂图案302的不完整环状片段302c相连；又对一个不完整环状片段302c而言，其中心是指包含其本身在内的一个假想环的中心。如图4A(a)/(b)，每个光致抗蚀剂图案302/312的柱状部分302a/312a的中心与各环状片段302b(c)/312b的中心大致重合，且与对应的微透镜预定形成区60的中心重合。 

请再参照图4A(a)，相邻4个光致抗蚀剂图案302的最外圈环状片段302c围出一个小空隙，其暴露出少部分基层10。再者，此例中柱状部分302a及环状片段302b(c)各自的形状可改成多边形，如图4D(a)中标号302’、302a’、302b’、302c’者所示。由于多边形光致抗蚀剂图案的各角会在后续回熔时圆化，故其结果与圆形光致抗蚀剂图案的情况相去不远。 

图4A(b)的例的光致抗蚀剂图案312的环状片段则仅包括完整的环状片段312b，其中最外圈的完整环状片段312b与相邻的光致抗蚀剂图案312最外圈的完整环状片段312b足够靠近，使得两光致抗蚀剂图案312可在回熔的后相连。此例中柱状部分312a及环状片段312b各自的形状亦可改成多边形，如图4D(b)中标号312’、312a’、312b’者所示。由于多边形光致抗蚀剂图案的各角会在回熔时圆化，故其结果与圆形光致抗蚀剂图案的情况相去不 远。 

请参照图4B，接着进行回熔步骤304，其包括加热上述光致抗蚀剂图案阵列，以使每一个光致抗蚀剂图案302/312的表面圆化，而形成表面圆化的光致抗蚀剂图案306/316，其加热温度例如约120～140℃，时间例如约10～15分钟。当光致抗蚀剂图案302/312的表面具有适当的高度分布时，光致抗蚀剂图案306/316的表面可趋近球面307/317的一部分。 

另外，对图4A(a)的光致抗蚀剂图案阵列而言，其在回熔时4个相邻的光致抗蚀剂图案302的最外圈环状片段302c的光致抗蚀剂会流到其间的小空隙中，使得各微透镜具有完全覆满其预定形成区60的曲面。对图4A(b)的各光致抗蚀剂图案而言，其在回熔时最外圈的环状片段312b的光致抗蚀剂会向外流动，而使原先不相连的相邻光致抗蚀剂图案312相连。 

请参照图4C，接着进行定形步骤308，以除去表面圆化光致抗蚀剂图案306/316中残留的溶剂，而得以固定每个表面圆化光致抗蚀剂图案306/316的形状，从而形成微透镜310c/310d。在一例中，定形步骤308是使用紫外光照射光致抗蚀剂图案阵列，所用紫外光波长例如约365，强度例如约300mJ/cm²，处理时间例如约10～15分钟。在另一例中，定形步骤308包括进一步加热光致抗蚀剂图案阵列，其所设定的温度高于回熔步骤304，例如约180～200℃，处理时间则例如约10～15分钟。 

可定义出图4A(a)/(b)所绘示的光致抗蚀剂图案的光掩模图案的一例的上视图绘于图5A/5B。此光掩模包括透光基板500/530以及位于对应各微透镜形成区60的各个区域502/532中的多个光掩模图案510/540，其构成对应微透镜阵列的光掩模图案阵列。 

在图5A的例中，各光掩模图案510基本上为方形单位图案，其彼此隔开，且其中每个光掩模图案510包括暴露出部分透光基板500、用以定义出光致抗蚀剂图案的环状片段的环状分隔道520，其中任两相邻环状分隔道520为内外圈关系。环状分隔道520包括完整的环状分隔道520a及其外围不完整的环状分隔道520b，这两种环状分隔道在本说明书及权利要求中皆泛称为“环状分隔道”。 

另外，相邻光掩模图案510彼此隔开的距离足够小，使得其所定义的相邻光致抗蚀剂图案不会断开。各环状分隔道520的宽度足够细，故不会在光致抗蚀剂层中定义出环状沟渠图案，而是有使其所对应的部分光致抗蚀剂层 的附近区域照光量增加的效果，因此该附近区域所对应的光致抗蚀剂层会有部分厚度被移除，从而形成由内而外呈阶梯状下降的多圈环状片段，如图4A(a)所示者。另外，由于有二分隔道交会在相邻4光掩模图案510的中心部位，所以对应此中心部位的光致抗蚀剂会完全被移除，而使所定义的4光致抗蚀剂图案之间留有小空隙，如图4A(a)所示。 

在图5B的例中，各光掩模图案540为彼此隔开较远的圆形图案，其中每个光掩模图案540包括暴露部分透光基板530的环状分隔道550，其皆为完整的环状分隔道，且其中任两相邻环状分隔道550为内外圈关系。相邻光掩模图案540彼此隔开的距离适中，使其所定义的相邻光致抗蚀剂图案必须经过回熔的后才会相连。环状分隔道550的效果同前，其可使所定义的光致抗蚀剂图案具有由内而外呈阶梯状下降的多圈环状片段，如图4A(b)所示者。 

另一方面，可定义出图4D(a)、4D(b)所示的光致抗蚀剂图案的光掩模图案的一例的上视图绘于图5C、5D，其等于是将前述圆形的环状分隔道520(a/d)、圆形的光掩模图案540及圆形的环状分隔道550改成多边形的环状分隔道520’(含520a’及520b’)、多边形的光掩模图案540’及多边形的环状分隔道550’而得者。另外，标号500’/530’者为透明基底，标号502’/532’者为光掩模上对应微镜预定形成区60的区域，标号510’者为对应一个微透镜的方形单位图案。 

再者，依照模拟与/或实验结果来调整光致抗蚀剂层的厚度、吸光度、环状分隔道的数目/宽度等，即可使一光致抗蚀剂图案的各盘状部分的包络面趋近具有预设曲率半径的部分球面，致使此光致抗蚀剂图案经回熔步骤而成的微透镜的表面趋近具有该预设曲率半径的该部分球面。 

在上述第一实施例中，由于每个微透镜在其与相邻的微透镜相连处以上的各高度具有大致呈圆形的等高线轮廓且在与相邻的微透镜抵接相连处的各高度的等高线轮廓大致呈部分圆形，又各个微透镜在各方向的垂直截面具有大致对称的形状，故其在各角度的截面形状的曲率差异皆小于习知的方底圆顶微透镜，而可达较佳的聚焦效果。另外，当各微透镜之间没有空隙时，因为没有平直部分存在，故可收集所有光线，以增加光的收集效益。 

第二实施例 

在本发明第二实施例中，每个微透镜都对准其所对应的光二极管，位于微透镜阵列中间部分的每个微透镜在各方向的垂直截面具有大致对称的形 状，而位于周边部分的每个微透镜则具有不对称的垂直截面形状。 

以CMOS影像记录装置为例，图6是含有本发明第二实施例的微透镜阵列的CMOS影像记录装置的一例的部分简图。此例的CMOS影像记录装置的结构大致与图2所示者相同，除了微透镜阵列600中各个微透镜610a/b/c的形状与位置以外。亦即，微透镜阵列600亦制作于透光的基层10上，此基层10包括彩色滤光片阵列12及其他功能层，且位于多层内连线结构20上。多层内连线结构20包含第一层内连线22及第二层内连线24，且位于光二极管30的阵列上方。影像记录装置的目镜40设置于微透镜阵列600上方一段距离处。 

微透镜阵列600中间部分的微透镜610a在各方向的垂直截面具有大致对称的形状，而周边部分的微透镜610b/c皆具有不对称的垂直截面形状。对称的微透镜610a的结构、制作方法及对应的光掩模图案已于前文中详细说明，不再赘述。不对称的微透镜610b/c的顶点偏移方向随入射光50的入射角而定，以将入射角偏离90°过多的入射光50的出射光51平均出射角度修正回90°左右，而聚焦在其正下方的对应光二极管30上。例如，图左的不对称微透镜610b的入射光相对于法线为向右倾斜，故其顶点偏左；图右的不对称微透镜610c的入射光相对于法线为向左倾斜，故顶点偏右。 

图7绘示数个相连的不对称微透镜610b的局部等高线图及对应的剖面图，不对称微透镜610c及周边其他位向(如垂直纸面方向)上的不对称微透镜的结构可依此类推。如图7所示，各个微透镜610b在其与相邻的微透镜610b相连处以上的各高度亦具有大致呈圆形的等高线轮廓。另外，如同图3D的情形，两相邻微透镜610b相连处的高度接近0亦可。 

图8绘示数个可作为微透镜610b的前身的光致抗蚀剂图案的上视图及剖面图，其中每个光致抗蚀剂图案602位于基层10上的微透镜预定形成区60中，包含大致呈圆形的一柱状部分602a，以及其外围大致呈圆形且高度低于柱状部分602a的多个环状片段602b/c，各环状片段602b/c的高度不一，且由内向外递减。此处须特别说明的是，完整的环状片段602b及不完整的环状片段602c在本说明书及权利要求中皆泛称为“环状片段”，而对一个不完整环状片段602c而言，其中心是指包含其本身在内的一个假想环的中心。 

当从上方观视时，上述柱状部分602a的中心与环状片段602b/c的中心皆相对于光致抗蚀剂图案602所在的区域60的中心有一位移。另外，形成 包含多边形柱状部分及多边形环状片段的光致抗蚀剂图案亦可，此点应不必再藉图式作说明。 

图9绘示本发明第二实施例中可用以定义图8的光致抗蚀剂图案602的光掩模图案。此光掩模图案是与用以定义其他微透镜610a、610c等的光掩模图案(未绘示)一同形成在透光基板900上，包括位于对应微透镜610b的预定形成区60的各个区域902中的多个光掩模图案910。 

每个光掩模图案910基本上为一方形单位图案，其中包括露出部分透光基板900、用以定义出光致抗蚀剂的环状片段的环状分隔道920，其包括完整的环状分隔道920a与其外围不完整的环状分隔道920b。另外，相邻光掩模图案910彼此隔开的距离足够小，使得其所定义的相邻光致抗蚀剂图案不会断开。此处须特别说明的是，完整环状分隔道920a及不完整环状分隔道920b在本说明书及权利要求中皆泛称为“环状分隔道”，而对一个不完整环状分隔道920b而言，其中心是指包含其本身在内的一个假想环的中心。 

每一个环状分隔道920a/b的中心皆相对于此光掩模图案910所在的区域902的中心有一位移。再者，各环状分隔道920a/b的宽度够细而可使光致抗蚀剂图案具有高度由内向外递减的多圈环状的表面，如之前图5的相关说明所述者。此外，如欲形成包含多边形柱状部分及多边形环状片段的光致抗蚀剂图案，则各环状分隔道920a/b的形状当须改成多边形，此点应不必再以图式作说明。 

在上述第二实施例中，由于中间部分的每个微透镜在各方向的垂直截面具有大致对称的形状，而位于周边部分的平均入射光角度偏离90°过多的每个微透镜具有不对称的垂直截面形状，以将平均出射光角度修正回90°左右，所以每一个微透镜都可以对准其所对应的光二极管，而不必位移。因此，位于微透镜阵列的周边部分下方的内连线线路也不必位移，而可省去设计上的麻烦。 

Claims (9)

1.一种连续性微透镜阵列的制造方法，包括：

采用单一个光掩模定义形成光致抗蚀剂图案阵列，其中每一个光致抗蚀剂图案的上视轮廓大致呈圆形或多边形，且相邻光致抗蚀剂图案彼此相连或靠近，每一个光致抗蚀剂图案包括大致呈圆形或多边形的柱状部分，以及其外围大致呈圆形或多边形且高度低于该柱状部分的至少一个环状片段，而当每一个光致抗蚀剂图案包括两个或更多个环状片段时，各环状片段的高度不一，且由内向外递减；

进行回熔步骤，其包括加热该光致抗蚀剂图案阵列，以使每一个光致抗蚀剂图案的表面圆化，并使彼此靠近的相邻光致抗蚀剂图案相连；以及

进行定形步骤以固定每一个光致抗蚀剂图案的形状，

其中该定形步骤使用紫外光照射该光致抗蚀剂图案阵列。

2.如权利要求1所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中该定形步骤包括进一步加热该光致抗蚀剂图案阵列，且该定形步骤所设定的温度高于该回熔步骤所设定者。

3.如权利要求1所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中在该回熔步骤进行之前，每一个光致抗蚀剂图案的表面有不均匀的高度分布，其高度由内向外递减。

4.如权利要求3所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中该光掩模上对应任一个光致抗蚀剂图案的光掩模图案具有一透光率分布，以使该光致抗蚀剂图案的表面具有该不均匀的高度分布。

5.如权利要求1所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中该光致抗蚀剂图案阵列由单一光掩模所定义，该光掩模包括透光基板及光掩模图案阵列，且在该光掩模图案阵列中，

每一个光掩模图案对应该光致抗蚀剂图案阵列中的一个光致抗蚀剂图案；

相邻的光掩模图案彼此隔开，其隔开的距离使得相邻的光致抗蚀剂图案可彼此相连或靠近；以及

每一个光掩模图案中有至少一个露出部分该透光基板的环状分隔道，其形状大致呈圆形或多边形。

6.如权利要求1所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中该光致抗蚀剂图案阵列形成于感光元件阵列上方，且其中每一个光致抗蚀剂图案对应该感光元件阵列中的一个感光元件，其中，

从上方观视时，每一个光致抗蚀剂图案的该柱状部分的中心与该至少一个环状片段的中心大致重合；

该光致抗蚀剂图案阵列区分为中间部分与位于该中间部分外围的至少一个周边部分，此区分依光入射角度不同而定；

位于该中间部分的多个光致抗蚀剂图案中的每一个光致抗蚀剂图案对准其所对应的感光元件；以及

位于该至少一个周边部分的多个光致抗蚀剂图案中的每一个光致抗蚀剂图案相对于其所对应的感光元件有一横向位移。

7.如权利要求6所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中该感光元件阵列为光二极管阵列或电荷耦合元件阵列。

8.如权利要求1所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中该光致抗蚀剂图案阵列形成于感光元件阵列上方，且其中每一个光致抗蚀剂图案对应该感光元件阵列中的一个感光元件，其中，

该光致抗蚀剂图案阵列中的每一个光致抗蚀剂图案所在的区域皆对准其所对应的感光元件；

该光致抗蚀剂图案阵列区分为中间部分与位于该中间部分外围的至少一个周边部分，此区分依光入射角度不同而定；

从上方观视时，位于该中间部分的每一个光致抗蚀剂图案的该柱状部分的中心与该至少一个环状片段的中心大致与该光致抗蚀剂图案所在的区域的中心重合；以及

从上方观视时，位于该至少一个周边部分的每一个光致抗蚀剂图案中，该柱状部分的中心与该至少一个环状片段的中心皆相对于该光致抗蚀剂图案所在的区域的中心有一位移。

9.如权利要求8所述的连续性微透镜阵列的制造方法，其中该感光元件阵列为光二极管阵列或电荷耦合元件阵列。

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