CN102004274A

CN102004274A - 微透镜结构、微透镜工艺及应用于微透镜工艺的岸堤图案

Info

Publication number: CN102004274A
Application number: CN2009101669002A
Authority: CN
Inventors: 萧运联
Original assignee: Himax Technologies Ltd
Current assignee: Himax Technologies Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: CN102004274B

Abstract

本发明揭示了一种微透镜工艺，首先提供基板，包含微透镜预定区域和周围区域，提供压印模具，包含透镜塑形区，其次，于所述基板的所述周围区域形成第一岸堤材料层，并且所述第一岸堤材料层围绕所述微透镜预定区，之后，于所述微透镜预定区形成微透镜材料层，接着，进行压印程序，以所述压印模具的所述透镜塑形区接触所述微透镜材料层，压印出过渡微透镜结构，然后，进行固化处理，使所述过渡微透镜结构固化，以形成微透镜，最后，移除所述压印模具。

Description

微透镜结构、微透镜工艺及应用于微透镜工艺的岸堤图案

技术领域

本发明涉及一种微透镜的制造方法及其结构，特别是涉及一种利用岸堤材料层以避免黏剂残留的微透镜制造方法及其结构。

背景技术

微透镜阵列元件是在透明的基材上制作出许多曲面状的微结构图样，其具有折射光线与聚焦光束的功能，其可应用于光电元件，例如为数字相机的影像传感器、发光二极管、或太阳能电池。

举例来说，将微透镜附加至发光二极管的发光面，可有效地减少全反射现象和波导效应，以藉此而提升发光二极管的出光效率；将微透镜附加至太阳能电池的光接收面，可提升光的吸收效率及改善光电转换效率；将微透镜附加至光检测器，可将信号光通过聚焦作用而集中于感光区，藉此来提升光的利用率、改善光检测器的信号与噪音的比率、缩短反应时间、以及减少失真。

一种广泛使用的微透镜的制造方法为微透镜阵列压印法，其利用精密加工的压印模具压印涂布在基板上的黏剂，并且利用紫外光来固化黏剂以形成微透镜阵列。此方式的缺点在于微透镜阵列完成后，在每一微透镜之间会有固化的黏剂残留，残留在微透镜周围的黏剂可能会影响后续微透镜的透光效果，并且，残留的黏剂也是原料上的浪费。

有鉴于此，必要发展新的工艺以降低制造成本，提升生产效能以及避免残留的黏剂影响微透镜的光学表现。

发明内容

本发明提供一种微透镜的制造方法及其结构，以改良先前技术的缺点并具有更高的生产效益。

本发明的目的之一是提供一种微透镜工艺，包含：提供基板，包含微透镜预定区域和周围区域；提供压印模具，包含透镜塑形区；于该基板的该周围区域形成第一岸堤材料层，并且该第一岸堤材料层围绕该微透镜预定区；于该微透镜预定区形成微透镜材料层；进行压印程序，以该压印模具的该透镜塑形区接触该微透镜材料层，压印出过渡微透镜结构；进行固化处理，使该过渡微透镜结构固化，以形成微透镜；以及移除该压印模具。

本发明的另一目的是提供一种应用于微透镜工艺的岸堤图案，该岸堤图案设于基板上，该基板包含微透镜预定区域和周围区域，该岸堤图案包含：第一岸堤材料层，位于该周围区域并且围绕该微透镜预定区；以及第二岸堤材料层，位于该周围区域并且围绕该第一岸堤材料层，其中该第一岸堤材料层和该第二岸堤材料层之间形成凹槽。

本发明的特色在于以岸堤材料层围绕微透镜预定区域，以限定微透镜材料层的范围，并且，本发明利用岸堤材料层形成的凹槽，容纳在压印时溢出的微透镜材料。因此，在微透镜完成后，微透镜之间不会有黏剂残留。

为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的数个优选实施例，并结合附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

附图说明

图1至图5为根据本发明实施例所绘示的微透镜工艺示意图；

图6为根据本发明的一实施例的基板上视图；

图7为根据本发明的另一实施例的基板上视图；

图8为根据图7绘示本发明另一实施例的侧视示意图。

具体实施方式

图1至图5为根据本发明实施例所绘示的微透镜工艺示意图，图6为根据本发明的一实施例的基板上视图，图7与图8分别为本发明的另一实施例的基板上视图与侧视示意图。

参照图1和图6，首先提供基板10，其上定义出微透镜预定区域A和周围区域B，基板10仅示范性地显示三个微透镜预定区，但其于具体实施上，可能包括数万或数百万个微透镜预定区。此基板10可例如为玻璃基板或硅基板，可应用于数字相机的影像传感器芯片元件、发光二极管芯片元件、或太阳能电池芯片元件。接着，形成光刻胶层(图未示)全面覆盖基板10，并且利用曝光显影工艺，移除覆盖在微透镜预定区A上的光刻胶，曝露出微透镜预定区域A，剩余的光刻胶层则形成第一岸堤材料层12于周围区域B上以围绕微透镜预定区域A。如图6所示，微透镜预定区A为第一图形14，例如圆形。然而，该第一图形14亦可以为椭圆形、矩形、三角形、六边形或其它形状。

如图2所示，接着，利用喷胶或点胶方式将液体状的微透镜材料层16放置在基板10的微透镜预定区A上。其中，透镜材料层16可以为环氧树脂、光学胶、压克力系材料(Polymethylmethacrylates，PMMAs)、聚氨酯系塑料材料(Polyurethanes，PUs)、硅胶系材料(polydimethylsiloxane，PDMS)或其它热硬化或光硬化的透光材料。

如图3所示，提供压印模具18，包含透镜塑形区20，如图4所示，在进行压印程序时，将压印模具18的透镜塑形区20接触微透镜材料层16，使得液体状的微透镜材料层16随着透镜塑形区20的形状，形成过渡微透镜结构22。压印模具18上的透镜塑形区20可以为凸面或凹面或是其它形状，要看微透镜所需而定。

然后，进行固化处理以固化过渡微透镜结构22，根据本发明的优选实施例，固化处理例如利用365nm紫外线照射过渡微透镜结构22约10秒，如图5所示，在过渡微透镜结构22固化之后，形成微透镜24，之后，将压印模具18移除。另外，第一岸堤材料层12在微透镜24完成之后，可依产品设计所需，选择性移除。

图7为本发明的另一实施例的基板上视图。根据本发明的另一实施例，在进行曝光显影工艺时，除形成第一岸堤材料层12外，亦可同时形成第二岸堤材料层121。举例而言，如图7所示，可先形成光刻胶层(图未示)覆盖基板10，于进行曝光显影工艺后，移除部分光刻胶层，曝露出微透镜预定区域A以及部分周围区域B，并且使得剩余的光刻胶分别在周围区域B上形成第一岸堤材料层12和第二岸堤材料层121，以作为本发明应用于微透镜工艺的岸堤图案50。于本实施例中，第一岸堤材料层12的厚度优选介于0.1至0.2μm，而第二岸堤材料层121的厚度优选介于0.1至0.2μm。

第二岸堤材料层121形成第二图形141，例如，圆形，围绕第一岸堤材料层12和微透镜预定区域A，同样地，第二图形121亦可以为椭圆形、矩形、三角形、六边形或其它图形。值得注意的是，第一岸堤材料层12和第二岸堤材料层121之间会形成凹槽26，于进行压印程序时，压印模具18的透镜塑形区20接触微透镜材料层16，而溢出微透镜预定区域A的微透镜材料可以流入凹槽26中。如此，即不会在微透镜24之间发生黏剂残留的问题。同样地，在微透镜24完成之后，第一岸堤材料层12和第二岸堤材料层121可以选择性移除。

虽然在图7中仅绘示了第一岸堤材料层12和第二岸堤材料层121作为本发明应用于微透镜工艺的岸堤图案50，但并不以此为限。本发明亦可以形成多个岸堤材料层，层层围绕微透镜预定区域A，并形成多个凹槽，以提供更多容纳多余的黏剂的空间。

图8为依据图7所绘示的本发明另一实施例的侧视示意图，其中，一种微透镜结构200包含：基板10；第一岸堤材料层12，覆盖基板10并曝露出微透镜预定区域A；微透镜24，形成于微镜预定区域A中；以及第二岸堤材料层121，围绕第一岸堤材料层12，并且在第一岸堤材料层12和第二岸堤材料层121之间形成凹槽26。第一岸堤材料层12和第二岸堤材料层121皆可为光刻胶，而第一岸堤材料层12的厚度优选介于0.1至0.2μm之间，且第二岸堤材料层121的厚度优选介于0.1至0.2μm之间。

本发明利用岸堤材料层12、121围绕微透镜预定区域A，将液体状的微透镜材料层16限定于微透镜预定区域A的范围之内，因此于喷胶或点胶时，其微透镜材料层16的涂布量较容易控制，可节省微透镜材料层的使用量，并且，本发明利用岸堤材料层12、121形成凹槽，使压印时多余的微透镜材料可以流入凹槽26中。如此，在微透镜24完成后，不会在微透镜24之间发生黏剂残留的现象。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种微透镜工艺，包含：

提供基板，包含微透镜预定区域和周围区域；

提供压印模具，包含透镜塑形区；

于所述基板的所述周围区域形成第一岸堤材料层，并且所述第一岸堤材料层围绕所述微透镜预定区；

于所述微透镜预定区形成微透镜材料层；

进行压印程序，以所述压印模具的所述透镜塑形区接触所述微透镜材料层，压印出过渡微透镜结构；

进行固化处理，使所述过渡微透镜结构固化，以形成微透镜；以及

移除所述压印模具。

2.如权利要求1所述的微透镜工艺，其中所述第一岸堤材料层为光刻胶。

3.如权利要求2所述的微透镜工艺，其中所述第一岸堤材料层的形成方式包含：

形成光刻胶层覆盖所述基板；以及

移除部分所述光刻胶层，曝露出所述微透镜预定区域，使得剩余的所述光刻胶层形成所述第一岸堤材料层。

4.如权利要求1所述的微透镜工艺，其中所述微透镜预定区域为第一图形，所述第一图形选自下列群组：圆形、椭圆形、矩形、三角形和六边形。

5.如权利要求1所述的微透镜工艺，在形成所述第一岸堤材料层的同时还包含：

形成第二岸堤材料层于所述周围区域并且围绕所述第一岸堤材料层。

6.如权利要求5所述的微透镜工艺，其中所述第二岸堤材料层为光刻胶。

7.如权利要求6所述的微透镜工艺，其中所述第一岸堤材料层和第二岸堤材料层的形成方式包含：

形成光刻胶层覆盖所述基板；以及

移除部分所述光刻胶层，曝露出所述微透镜预定区域以及部分所述周围区域，并且使得剩余的光刻胶分别形成所述第一岸堤材料层和所述第二岸堤材料层。

8.如权利要求5所述的微透镜工艺，其中所述第二岸堤材料层围绕所述第一岸堤材料层时形成第二图形，所述第二图形选自下列群组：圆形、椭圆形、矩形、三角形和六边形。

9.如权利要求5所述的微透镜工艺，其中所述第一岸堤材料层和所述第二岸堤材料层之间形成凹槽。

10.如权利要求9所述的微透镜工艺，其中于进行所述压印程序时，溢出所述微透镜预定区域的所述微透镜材料层，流入所述凹槽中。

11.如权利要求1所述的微透镜工艺，其中所述透镜塑形区具有凸面。

12.如权利要求1所述的微透镜工艺，其中所述透镜塑形区具有凹面。

13.如权利要求1所述的微透镜工艺，其中所述微透镜材料层于液体状态下利用喷胶或点胶方式放置于所述基板上的所述微透镜预定区。

14.如权利要求1所述的微透镜工艺，还包含：

移除所述第一岸堤材料层。