JP2005352142A - Method for manufacturing optical element array and mask for lithography - Google Patents
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Description
本発明は、光学素子アレイの製造方法およびリソグラフィ用マスクに関するものであり、特に、設計形状により近い実形状を容易に形成することができる光学素子アレイの製造方法およびリソグラフィ用マスクに関するものである。 The present invention relates to an optical element array manufacturing method and a lithography mask, and more particularly to an optical element array manufacturing method and a lithography mask that can easily form an actual shape closer to a design shape.
マイクロレンズアレイは、ファインオプティクスその他の分野における重要な光学素子として、今後ますます需要が高まる事が予想されている。以下、代表的な需要の一つである液晶プロジェクタ(投射型表示装置)への応用例について説明する。 Microlens arrays are expected to increase in demand in the future as important optical elements in fine optics and other fields. Hereinafter, an application example to a liquid crystal projector (projection display device), which is one of typical demands, will be described.
近年、液晶プロジェクタは、デジタル画像を多人数で容易に観覧できる装置として脚光を浴びている。特にその装置の高精細化は目ざましく、VGA(640×480ドット)からSVGA(800×600ドット)そしてXGA(1024×768ドット)へと急速に進化している。 In recent years, liquid crystal projectors have been in the limelight as devices capable of easily viewing digital images by a large number of people. In particular, the high definition of the apparatus is remarkable and is rapidly evolving from VGA (640 × 480 dots) to SVGA (800 × 600 dots) and XGA (1024 × 768 dots).
ところが、液晶パネルの画素数を増やすと、特にアクティブマトリックス型の液晶パネルでは配線や薄膜トランジスタ等、画素以外の部分の占める面積が相対的に大きくなり、これらの部分を覆うブラックマトリックスの面積が増大し、その結果、表示に寄与する画素の面積が減少して表示素子の開口率が低下してしまう。そのため、開口率の低下が生じ、画面が暗くなり、画像品位を低下させることになる。 However, when the number of pixels in the liquid crystal panel is increased, especially in the active matrix type liquid crystal panel, the area occupied by parts other than the pixels, such as wiring and thin film transistors, becomes relatively large, and the area of the black matrix covering these parts increases. As a result, the area of pixels contributing to display is reduced, and the aperture ratio of the display element is lowered. Therefore, the aperture ratio is reduced, the screen becomes dark, and the image quality is lowered.
このような、画素数増大による開口率の低下を防止する為に、液晶パネル(ライトバルブ)の一方の面にマイクロレンズアレイを設けることが、非特許文献1および特許文献1に開示されている。このマイクロレンズアレイの製造には、リソグラフィ用マスクが用いられる。 Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 disclose that a microlens array is provided on one surface of a liquid crystal panel (light valve) in order to prevent a decrease in aperture ratio due to an increase in the number of pixels. . A lithography mask is used for manufacturing the microlens array.
図4は、従来のリソグラフィ用マスク10の構成を示す平面図である。図5は、マイクロレンズアレイ20の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a
図5に示したマイクロレンズアレイ20は、マイクロレンズ211〜214がマトリクス状(同図では、2×2)に配設された光学素子アレイであり、上述した液晶プロジェクタ等に用いられる。このマイクロレンズアレイ20は、周知のグレースケールリソグラフィ技術およびエッチング技術により、図4に示したリソグラフィ用マスク10を用いて製造される。これらのマイクロレンズ211〜214は、非球面の凹形状を有している。
A
図4に示したリソグラフィ用マスク10は、製造対象のマイクロレンズアレイ20の形状に合わせて光透過率を同図に示したようにグレースケールとするマスクであり、マイクロレンズ211〜214に対応するグレースケールの区画111〜114を有している。
上記構成において、マイクロレンズアレイ20を製造する場合、基板(図示略)にレジストを塗布した後、基板の上方にリソグラフィ用マスク10を配設し、光等を照射する。これにより、リソグラフィ用マスク10のグレースケールに合わせて光が透過する。つぎに、現像されると、レジストには、リソグラフィ用マスク10の区画111〜114に応じて非球面の凹形状が形成される。
In the above configuration, when the
つぎに、ドライエッチングにより、基板に図5および図6に示した非球面の凹形状が形成され、マイクロレンズ211〜214を有するマイクロレンズアレイ20が製造される。
Next, the aspherical concave shape shown in FIGS. 5 and 6 is formed on the substrate by dry etching, and the
ところで、従来においては、マイクロレンズアレイ20のように周期的な構造を有する場合、図6に示したように、マイクロレンズ同士の境界部20kが平坦となるため、設計形状ラインxに対して、実形状ラインyが大きくずれるという問題があった。すなわち、従来においては、設計通りにマイクロレンズの形状を形成することが難しいのである。
By the way, conventionally, when having a periodic structure like the
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設計形状により近い実形状を容易に形成することができる光学素子アレイの製造方法およびリソグラフィ用マスクを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical element array manufacturing method and a lithography mask that can easily form an actual shape closer to a design shape.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の光学素子を有する光学素子アレイの製造方法であって、前記複数の光学素子の境界部に強調形状を形成するための補正部を有するグレースケールのリソグラフィ用マスクを用いて、前記光学素子アレイを製造することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a method of manufacturing an optical element array having a plurality of optical elements, and for forming an emphasis shape at a boundary portion of the plurality of optical elements. The optical element array is manufactured using a grayscale lithography mask having a correction unit.
また、本発明は、複数の光学素子を有する光学素子アレイの製造に用いられるリソグラフィ用マスクであって、前記複数の光学素子の境界部に強調形状を形成するための補正部を有することを特徴とする。 Further, the present invention is a lithography mask used for manufacturing an optical element array having a plurality of optical elements, and has a correction unit for forming an emphasized shape at a boundary part of the plurality of optical elements. And
本発明によれば、複数の光学素子の境界部に強調形状を形成するための補正部を有するグレースケールのリソグラフィ用マスクを用いて、光学素子アレイを製造することとしたので、設計形状により近い実形状を容易に形成することができるという効果を奏する。 According to the present invention, an optical element array is manufactured using a grayscale lithography mask having a correction portion for forming an emphasized shape at the boundary between a plurality of optical elements, so that the optical element array is closer to the design shape. There exists an effect that a real shape can be formed easily.
以下に、本発明にかかる光学素子アレイの製造方法およびリソグラフィ用マスクの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an optical element array manufacturing method and a lithography mask according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明にかかる実施例1によるリソグラフィ用マスク30の構成を示す平面図である。図2は、図1に示したリソグラフィ用マスク30を用いて製造されるマイクロレンズアレイ20(図5参照)であって、図1に示したB−B’線視断面に対応するマイクロレンズアレイ20の製造状況を説明する図である。なお、実施例1におけるマイクロレンズアレイ20は、後述するように従来例(図6参照)に比して、曲面が異なる。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a
図1に示したリソグラフィ用マスク30は、製造対象のマイクロレンズアレイ20(図2参照)の形状に合わせて光透過率を同図に示したようにグレースケールとするマスクであり、マイクロレンズ211〜214(図5参照)に対応するグレースケールの区画311〜314を有している。ここで、リソグラフィ用マスク30は、区画同士の境界部に複数の補正部32を有している。これらの補正部32は、図2に示した強調形状としての突出形状の複数の境界部22を形成するための光透過率とされている。
The
また、補正部32の光透過率は、マイクロレンズ211〜214の面形状に応じて光透過率が段階的に変化するように設定されている。さらに、設計形状により近い実形状を得るためには、複数の補正部32の光透過率と、他の部分の光透過率との差分を所定値以上に設定すればよい。この場合、補正部32の光透過率は、他の部分の光透過率よりも低い。
Further, the light transmittance of the
図2に示したマイクロレンズアレイ20は、マイクロレンズ211〜214がマトリクス状(例えば、2×2)に配設された光学素子アレイであり、上述した液晶プロジェクタ等に用いられる。このマイクロレンズアレイ20は、周知のグレースケールリソグラフィ技術およびエッチング技術により、リソグラフィ用マスク30(図1参照)を用いて製造される。また、これらのマイクロレンズ211〜214は、図5に示したように、非球面の凹形状を有している。
A
上記構成において、マイクロレンズアレイ20(図2および図5参照)を製造する場合、前述したように、基板(図示略)にレジストを塗布した後、基板の上方にリソグラフィ用マスク30を配設し、光等を照射する。これにより、リソグラフィ用マスク30のグレースケールに合わせて光が透過する。つぎに、現像されると、レジストには、リソグラフィ用マスク30の区画311〜314、複数の補正部32に応じて非球面の凹形状が形成される。
In the above configuration, when the microlens array 20 (see FIGS. 2 and 5) is manufactured, as described above, a resist is applied to a substrate (not shown), and then a
つぎに、ドライエッチングにより、基板に図3に示した非球面の凹形状が形成され、マイクロレンズ211〜214を有するマイクロレンズアレイ20が製造される。ここで、図2に示したように、マイクロレンズ同士の境界部に突出形状の複数の境界部22が形成されているため、設計形状ラインxに対して、実形状ラインzが近くなり、設計形状により近い実形状が形成される。
Next, the aspherical concave shape shown in FIG. 3 is formed on the substrate by dry etching, and the
なお、実施例1においては、凹形状のマイクロレンズを複数有するマイクロレンズアレイを製造するためのリソグラフィ用マスク30について説明したが、これに限定されることなく、凸形状のマイクロレンズを複数有するマイクロレンズアレイを製造する場合にも適用可能である。
In the first embodiment, the
この場合には、リソグラフィ用マスクは、リソグラフィ用マスク30と逆の光透過特性を有するグレースケールのマスクである。また、かかるリソグラフィ用マスクにおける補正部は、補正部32(図1参照)とは逆に、強調形状として、溝形状とされている。この場合、上記補正部の光透過率は、他の部分の光透過率よりも高い。
In this case, the lithography mask is a gray scale mask having light transmission characteristics opposite to those of the
以上説明したように、実施例1によれば、リソグラフィ用マスク30の複数のマイクロレンズ311〜314の境界部に強調形状として突出形状を形成するための補正部を有するグレースケールのリソグラフィ用マスク30を用いて、マイクロレンズアレイ20を製造することとしたので、設計形状により近い実形状を容易に形成することができる。
As described above, according to Example 1, a lithographic gray scale having a correcting portion for forming a protruding shape as a highlighted shape in the boundary portion of the plurality of micro lenses 31 1 to 31 4 of the
さて、前述した実施例1では、図1に示したリソグラフィ用マスク30に、マイクロレンズ211〜214の面形状に応じて光透過率が段階的に変化する補正部32を形成する構成例について説明したが、実施例2として、マイクロレンズ211〜214の面形状にかかわらず、補正部の光透過率を一定に設定してもよい。
In the first embodiment described above, a configuration example in which the
図3は、本発明にかかる実施例2のリソグラフィ用マスク50を示す平面図である。同図に示したリソグラフィ用マスク50は、製造対象のマイクロレンズアレイ20(図2参照)の形状に合わせて光透過率を同図に示したようにグレースケールとするマスクであり、マイクロレンズ211〜214(図5参照)に対応するグレースケールの区画511〜514を有している。
FIG. 3 is a plan view showing a
ここで、リソグラフィ用マスク50は、区画同士の境界部に複数の補正部52を有している。これらの補正部52は、実施例1で説明したように、マイクロレンズアレイに強調形状を形成するための光透過率とされている。また、補正部52の光透過率は、マイクロレンズ211〜214の面形状にかかわらず、一定となるように設定されている。また、複数の補正部52の幅は、例えば、プロセス解像度以下に設定される。
Here, the
なお、実施例1および2においては、リソグラフィ用マスク30やリソグラフィ用マスク50の適用例として、マイクロレンズアレイ20の製造方法について説明したが、これに限定されることなく、境界部に傾斜面を有する繰り返しアレイ構造を製造するための方法全般に適用可能である。
In the first and second embodiments, the manufacturing method of the
以上のように、本発明にかかる光学素子アレイの製造方法およびリソグラフィ用マスクは、設計形状により近い実形状の形成、すなわち、精密化に対して有用である。 As described above, the method for manufacturing an optical element array and the lithography mask according to the present invention are useful for forming an actual shape closer to the design shape, that is, for refinement.
20 マイクロレンズアレイ、211〜214 マイクロレンズ、30 リソグラフィ用マスク、311〜314 区画、32 補正部、50 リソグラフィ用マスク、511〜514 区画、52 補正部 20 microlens array 21 1 to 21 4 microlens 30 a mask for lithography, 31 1-31 4 compartments, 32 correction unit, 50 a mask for lithography, 51 1-51 4 compartments, 52 correction unit
Claims (12)
前記複数の光学素子の境界部に強調形状を形成するための補正部を有するグレースケールのリソグラフィ用マスクを用いて、前記光学素子アレイを製造することを特徴とする光学素子アレイの製造方法。 A method of manufacturing an optical element array having a plurality of optical elements,
A method of manufacturing an optical element array, wherein the optical element array is manufactured using a grayscale lithography mask having a correction unit for forming an emphasis shape at a boundary part of the plurality of optical elements.
前記複数の光学素子の境界部に強調形状を形成するための補正部を有すること、
を特徴とするリソグラフィ用マスク。 A lithography mask used for manufacturing an optical element array having a plurality of optical elements,
Having a correction unit for forming an emphasized shape at a boundary between the plurality of optical elements;
A lithography mask characterized by the above.
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JP2009031399A (en) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toppan Printing Co Ltd | Microlens |
JP2009031400A (en) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toppan Printing Co Ltd | Distributed density mask |
JP2016118774A (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-30 | Hoya株式会社 | Production method of photo mask and production method of display device |
CN106292172A (en) * | 2016-09-26 | 2017-01-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | Mask plate, the manufacture method of lens, lens and display device |
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2004
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