JPH09222505A - Device having microlens and shape of microlens - Google Patents
Device having microlens and shape of microlensInfo
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- JPH09222505A JPH09222505A JP5257796A JP5257796A JPH09222505A JP H09222505 A JPH09222505 A JP H09222505A JP 5257796 A JP5257796 A JP 5257796A JP 5257796 A JP5257796 A JP 5257796A JP H09222505 A JPH09222505 A JP H09222505A
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はマイクロレンズを
有するデバイスおよびマイクロレンズの形成方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device having a microlens and a method for forming the microlens.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、液晶プロジェクタで用いられて
いる液晶表示パネルには、画素により多くの光を入射さ
せるために、集光用光学系を備えたものがある。この場
合の集光用光学系としては、ロッドレンズアレイや光フ
ァイバアレイが知られているが、これらは非常に高価で
ある。一方、安価な集光用光学系として、ポリイミド等
からなる樹脂シートを加工してマイクロレンズアレイシ
ートとしたもの、あるいはガラス板上にアクリル系レン
ズ材レジストからなる平凸型のマイクロレンズを形成し
たものがある。2. Description of the Related Art For example, some liquid crystal display panels used in liquid crystal projectors are provided with a condensing optical system for allowing more light to enter pixels. As a condensing optical system in this case, a rod lens array and an optical fiber array are known, but these are very expensive. On the other hand, as an inexpensive condensing optical system, a resin sheet made of polyimide or the like is processed into a microlens array sheet, or a plano-convex microlens made of an acrylic lens material resist is formed on a glass plate. There is something.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロレンズアレイシートとしたものやガラス板上に平凸型
のマイクロレンズを形成したものの場合には、安価とは
いっても、ロッドレンズアレイや光ファイバアレイと比
較した場合であって、マイクロレンズ形成工程が複雑で
ある関係から、依然として高価であるという問題があっ
た。この発明の課題は、マイクロレンズを簡単な工程で
安価に形成することができるようにすることである。However, in the case of a microlens array sheet or a plano-convex microlens formed on a glass plate, the rod lens array and the optical fiber array are inexpensive although they are inexpensive. However, there is a problem that the microlens formation process is complicated, and thus it is still expensive. An object of the present invention is to enable a microlens to be formed at low cost by a simple process.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るマイクロレンズを有するデバイスは、同一面の一の領
域に形成された陽極酸化すると透明となる金属材料から
なる遮光膜と、他の領域に形成された前記遮光膜と同一
の金属材料の陽極酸化膜からなるマイクロレンズとを具
備したものである。請求項４記載の発明に係るマイクロ
レンズの形成方法は、陽極酸化すると透明となる金属材
料によって同一面の一の領域に遮光膜を形成するととも
に他の領域にマイクロレンズ形成用膜を形成し、前記マ
イクロレンズ形成用膜を陽極酸化して陽極酸化膜からな
るマイクロレンズを形成するようにしたものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a device having a microlens, which comprises a light-shielding film made of a metal material which becomes transparent when anodized and which is formed in one region of the same surface. And a microlens made of an anodic oxide film made of the same metal material as the light-shielding film formed in the region. In the method for forming a microlens according to the invention described in claim 4, a light-shielding film is formed in one area on the same surface and a microlens forming film is formed in another area by using a metal material that becomes transparent when anodized. The film for forming a microlens is anodized to form a microlens made of an anodized film.
【０００５】この発明によれば、例えば液晶表示パネル
の場合、液晶表示パネルの画素領域を除く領域に遮光膜
（ブラックマスク）を設けているので、遮光膜の形成と
同時に該遮光膜と同一の金属材料によってマイクロレン
ズ形成用膜を形成し、このマイクロレンズ形成用膜を陽
極酸化すると陽極酸化膜からなるマイクロレンズを形成
することができ、したがってマイクロレンズを簡単な工
程で安価に形成することができる。According to the present invention, for example, in the case of a liquid crystal display panel, since the light shielding film (black mask) is provided in a region other than the pixel region of the liquid crystal display panel, the light shielding film is formed at the same time as the light shielding film is formed. By forming a film for forming a microlens with a metal material and anodizing this film for forming a microlens, a microlens made of an anodized film can be formed, and therefore, the microlens can be formed by a simple process at low cost. it can.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１実施形態を
適用した液晶表示パネルの要部を示したものである。こ
の液晶表示パネルは、ガラスや樹脂等からなる下基板１
および上基板２を備えている。下基板１の上面には光反
射性の画素電極３およびスイッチング素子としての薄膜
トランジスタ４がマトリックス状に設けられ、その上面
にはオーバーコート膜５が設けられ、さらにその上面に
は配向膜６が設けられている。上基板２の下面にはカラ
ーフィルタ７が設けられ、その下面には共通電極８が設
けられ、さらにその下面には配向膜９が設けられてい
る。上基板２の上面には各画素電極３に対応してアルミ
ニウムの陽極酸化膜からなる平凸型のマイクロレンズ１
０が設けられている。マイクロレンズ１０の下面の面積
は画素電極３より広い構造であり、マイクロレンズ１０
の下面が対応する画素電極３を覆うように形成されてい
る。上基板２のマイクロレンズ１０と同一面における各
マイクロレンズ１０間にはアルミニウムからなる遮光膜
１１が設けられている。マイクロレンズ１０および遮光
膜１１の上面にはオーバーコート膜１２が設けられてい
る。そして、両基板１、２はシール材１３を介して貼り
合わされ、これによりシール材１３の内側に液晶封入領
域が形成され、この液晶封入領域には液晶１４が封入さ
れている。また、両基板１、２の各外面側にはそれぞれ
偏光板１５が設けられている。このような構造の液晶表
示パネルを備えた液晶表示装置では、図示しない光源が
上基板２側から照射される構造になっており、マイクロ
レンズ１０は、光源からの光をオーバーコート膜１２と
の界面で屈折させ、画素電極３に対応する液晶１４に効
率良く照射するように設定されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a main part of a liquid crystal display panel to which a first embodiment of the present invention is applied. This liquid crystal display panel has a lower substrate 1 made of glass or resin.
And an upper substrate 2. Light reflective pixel electrodes 3 and thin film transistors 4 as switching elements are provided in a matrix on the upper surface of the lower substrate 1, an overcoat film 5 is provided on the upper surface thereof, and an alignment film 6 is further provided on the upper surface thereof. Has been. A color filter 7 is provided on the lower surface of the upper substrate 2, a common electrode 8 is provided on the lower surface thereof, and an alignment film 9 is further provided on the lower surface thereof. On the upper surface of the upper substrate 2, a plano-convex microlens 1 made of an aluminum anodic oxide film corresponding to each pixel electrode 3 is formed.
0 is provided. The area of the lower surface of the microlens 10 is larger than that of the pixel electrode 3, and
Is formed so as to cover the corresponding pixel electrode 3. A light-shielding film 11 made of aluminum is provided between the microlenses 10 on the same surface as the microlenses 10 of the upper substrate 2. An overcoat film 12 is provided on the upper surfaces of the microlens 10 and the light shielding film 11. Then, the two substrates 1 and 2 are bonded to each other with a sealing material 13 interposed therebetween, whereby a liquid crystal filled area is formed inside the sealing material 13, and a liquid crystal 14 is filled in the liquid crystal filled area. A polarizing plate 15 is provided on each of the outer surfaces of both substrates 1 and 2. In the liquid crystal display device including the liquid crystal display panel having such a structure, the light source (not shown) is irradiated from the upper substrate 2 side, and the microlens 10 forms the light from the light source with the overcoat film 12. It is set to refract at the interface and efficiently irradiate the liquid crystal 14 corresponding to the pixel electrode 3.
【０００７】次に、この液晶表示パネルにおいてマイク
ロレンズ１０を形成する場合について、図２を参照しな
がら説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、上基板
２の下面にカラーフィルタ７、共通電極８および配向膜
９が設けられたものを用意する。次に、図２（Ｂ）に示
すように、上基板２の上面にスパッタ等によりアルミニ
ウム膜２１を形成し、次いでアルミニウム膜２１の上面
に遮光膜１１を形成するための所定のレジストパターン
２２を形成する。すなわち、アルミニウム膜２１のうち
遮光膜１１となる部分をレジストパターン２２で被う。
すると、レジストパターン２２に形成された開口部２３
を介して、アルミニウム膜２１のうち画素領域（つま
り、マイクロレンズ形成領域）に対応する部分が露出さ
れる。Next, the case of forming the microlens 10 in this liquid crystal display panel will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2 (A), a color filter 7, a common electrode 8 and an alignment film 9 are provided on the lower surface of the upper substrate 2 to prepare. Next, as shown in FIG. 2B, an aluminum film 21 is formed on the upper surface of the upper substrate 2 by sputtering or the like, and then a predetermined resist pattern 22 for forming the light shielding film 11 is formed on the upper surface of the aluminum film 21. Form. That is, the resist pattern 22 covers the portion of the aluminum film 21 that becomes the light-shielding film 11.
Then, the opening 23 formed in the resist pattern 22.
Through, the portion of the aluminum film 21 corresponding to the pixel region (that is, the microlens formation region) is exposed.
【０００８】次に、アルミニウム膜２１に電流を流して
陽極酸化を行うと、図２（Ｃ）に示すように、レジスト
パターン２２の開口部２３を介して露出されたアルミニ
ウム膜２１が陽極酸化されて透明な陽極酸化物（Ａｌ2
Ｏ3）に変化し、かつ陽極酸化により体積が増加して平
凸状となり、これにより平凸状のマイクロレンズ１０が
形成される。この場合の陽極酸化は、不十分であるとマ
イクロレンズ１０が曇るので、十分に行う。一方、レジ
ストパターン２２下のアルミニウム膜２１は陽極酸化さ
れず、この陽極酸化されないアルミニウム膜２１によっ
て遮光膜１１が形成される。次に、レジストパターン２
２を剥離し、次いで図２（Ｄ）に示すように、遮光膜１
１およびマイクロレンズ１０の上面にオーバーコート膜
１２を形成する。かくして、マイクロレンズ１０が形成
されることになる。Next, when a current is applied to the aluminum film 21 to perform anodization, the aluminum film 21 exposed through the opening 23 of the resist pattern 22 is anodized as shown in FIG. 2 (C). Transparent anodic oxide (Al 2
O 3 ), and the volume increases due to anodic oxidation to form a plano-convex shape, whereby a plano-convex microlens 10 is formed. In this case, if the anodic oxidation is insufficient, the microlens 10 will be fogged, so that the anodic oxidation is sufficiently performed. On the other hand, the aluminum film 21 under the resist pattern 22 is not anodized, and the light shielding film 11 is formed by the aluminum film 21 which is not anodized. Next, the resist pattern 2
2 is peeled off, and then, as shown in FIG.
An overcoat film 12 is formed on the upper surfaces of the microlenses 1 and the microlenses 10. Thus, the microlens 10 is formed.
【０００９】ところで、従来、遮光膜１１を形成する場
合、レジストパターン２２をエッチングマスクとしてア
ルミニウム膜２１をエッチングしている。これに対し
て、この実施形態の場合、レジストパターン２２を陽極
酸化マスクとし、レジストパターン２２の開口部２３を
介して露出されたアルミニウム膜２１を陽極酸化して陽
極酸化膜からなるマイクロレンズ１０を形成するととも
に、レジストパターン２２下の陽極酸化されないアルミ
ニウム膜２１によって遮光膜１１を形成しているので、
従来のエッチング工程の代わりに陽極酸化工程を行えば
よく、工程数としては増減がないといえる。したがっ
て、マイクロレンズ１０を簡単な工程で安価に形成する
ことができる。また、マイクロレンズ１０の下面が画素
電極３を覆う形状で形成されているので、下基板１と上
基板２との位置合わせずれがあっても、画素電極３に対
応する液晶１４に効率良く光を集光することができる。By the way, conventionally, when the light shielding film 11 is formed, the aluminum film 21 is etched using the resist pattern 22 as an etching mask. On the other hand, in the case of this embodiment, the resist pattern 22 is used as an anodizing mask, and the aluminum film 21 exposed through the opening 23 of the resist pattern 22 is anodized to form the microlens 10 made of the anodized film. Since the light shielding film 11 is formed by the aluminum film 21 which is not anodized under the resist pattern 22 while being formed,
It can be said that the anodic oxidation process may be performed instead of the conventional etching process, and the number of processes does not increase or decrease. Therefore, the microlens 10 can be formed at low cost by a simple process. Further, since the lower surface of the microlens 10 is formed in a shape that covers the pixel electrode 3, even if there is a misalignment between the lower substrate 1 and the upper substrate 2, the liquid crystal 14 corresponding to the pixel electrode 3 can be efficiently illuminated. Can be collected.
【００１０】なお、図３に示す第２実施形態のように、
下基板１側に光源１６を設けた場合、カラーフィルタ７
は対応する各画素電極３に応じてＲ、Ｇ、Ｂの色を透過
させる特性を備え、各画素電極３間に対応する領域には
光遮光性の遮光部７ａを有している。マイクロレンズ１
０は、その下基板１との接触面積を画素電極３より広く
し、かつ、マイクロレンズ１０の下面が、対応する画素
電極３を覆うように形成され、下基板１のマイクロレン
ズ１０と同一面における各マイクロレンズ１０間には遮
光膜１１が設けられ、光源１６から薄膜トランジスタ４
への照射光を抑制するように設定されている。このよう
なマイクロレンズ１０は、光源１６からの光をオーバー
コート膜１２との界面で屈折させ、画素電極３に対応す
る液晶１４に効率良く照射するように設定されている。Incidentally, as in the second embodiment shown in FIG.
When the light source 16 is provided on the lower substrate 1 side, the color filter 7
Has a characteristic of transmitting R, G, and B colors in accordance with each corresponding pixel electrode 3, and has a light-shielding portion 7a having a light-shielding property in a region corresponding to each pixel electrode 3. Micro lens 1
0 makes the contact area with the lower substrate 1 wider than the pixel electrode 3, and the lower surface of the microlens 10 is formed so as to cover the corresponding pixel electrode 3, and the same surface as the microlens 10 of the lower substrate 1. A light-shielding film 11 is provided between the microlenses 10 in FIG.
It is set so as to suppress the irradiation light to the. Such a microlens 10 is set so that the light from the light source 16 is refracted at the interface with the overcoat film 12 and the liquid crystal 14 corresponding to the pixel electrode 3 is efficiently irradiated with the refraction.
【００１１】次に、図４はこの発明の第３実施形態を適
用した所謂ダブルゲート構造のＭＯＳ型２次元イメージ
センサの要部を示したものである。この２次元イメージ
センサはガラス基板３１を備えている。ガラス基板３１
の上面のデバイス領域にはアルミニウムからなる下部ゲ
ート電極３２が設けられている。下部ゲート電極３２を
含むガラス基板３１の上面全体には窒化シリコンからな
る下部ゲート絶縁膜３３が設けられている。下部ゲート
絶縁膜３３の上面のデバイス領域にはアモルファスシリ
コンからなる半導体層（光電変換層）３４が設けられて
いる。半導体層３４の上面の両側には不純物をドープさ
れたアモルファスシリコンからなるコンタクト層３５が
設けられている。両コンタクト層３５の各上面にはアル
ミニウムからなるソース・ドレイン電極３６が設けられ
ている。両ソース・ドレイン電極３６および半導体層３
４を含む下部ゲート絶縁膜３３の上面全体には窒化シリ
コンからなる上部ゲート絶縁膜３７が設けられている。
上部ゲート絶縁膜３７の上面のデバイス領域にはＩＴＯ
からなる上部ゲート電極３８が設けられている。上部ゲ
ート電極３８を含む上部ゲート絶縁膜３７の上面全体に
は第１のオーバーコート膜３９が設けられている。第１
のオーバーコート膜３９の上面には各受光領域（光電変
換素子領域）に対応してアルミニウムの陽極酸化膜から
なる平凸型のマイクロレンズ４０が設けられている。マ
イクロレンズ４０の下面の面積は、受光領域、すなわ
ち、半導体層３４のソース・ドレイン電極３６の設けら
れていないところであるチャネル３４ａの外部からの光
が入射される領域、の面積（チャネル長×チャネル幅）
より広い構造になっている。第１のオーバーコート膜３
９のマイクロレンズ４０と同一面における各マイクロレ
ンズ４０間には、アルミニウムからなる遮光膜４１が設
けられている。マイクロレンズ４０および遮光膜４１の
上面には第２のオーバーコート膜４２が設けられてい
る。そして、マイクロレンズ４０の第２のオーバーコー
ト膜４２側に遮光膜４１より突出された平凸部も同様に
チャネル面積より広く形成されている。Next, FIG. 4 shows an essential part of a so-called double gate structure MOS type two-dimensional image sensor to which the third embodiment of the present invention is applied. This two-dimensional image sensor includes a glass substrate 31. Glass substrate 31
A lower gate electrode 32 made of aluminum is provided in the device region on the upper surface of the. A lower gate insulating film 33 made of silicon nitride is provided on the entire upper surface of the glass substrate 31 including the lower gate electrode 32. A semiconductor layer (photoelectric conversion layer) 34 made of amorphous silicon is provided in the device region on the upper surface of the lower gate insulating film 33. Contact layers 35 made of amorphous silicon doped with impurities are provided on both sides of the upper surface of the semiconductor layer 34. A source / drain electrode 36 made of aluminum is provided on each upper surface of both contact layers 35. Both source / drain electrodes 36 and semiconductor layer 3
An upper gate insulating film 37 made of silicon nitride is provided on the entire upper surface of the lower gate insulating film 33 including the insulating film 4.
ITO is formed in the device region on the upper surface of the upper gate insulating film 37.
An upper gate electrode 38 made of is provided. A first overcoat film 39 is provided on the entire upper surface of the upper gate insulating film 37 including the upper gate electrode 38. First
A plano-convex microlens 40 made of an aluminum anodic oxide film is provided on the upper surface of the overcoat film 39 corresponding to each light receiving region (photoelectric conversion element region). The area of the lower surface of the microlens 40 is the area of the light receiving region, that is, the region into which light from the outside of the channel 34a where the source / drain electrodes 36 of the semiconductor layer 34 are not provided (channel length × channel). width)
It has a wider structure. First overcoat film 3
A light-shielding film 41 made of aluminum is provided between the microlenses 40 on the same surface as the microlenses 40 of 9. A second overcoat film 42 is provided on the upper surfaces of the microlens 40 and the light shielding film 41. The plano-convex portion protruding from the light shielding film 41 on the second overcoat film 42 side of the microlens 40 is also formed wider than the channel area.
【００１２】このような構造のダブルゲート構造のイメ
ージセンサでは、マイクロレンズ４０の下面の面積が、
外部からの光が入射されるチャネルの面積より広い構造
なので、特にセンサの面の法線方向に対し平行な進行方
向を有する光に対する集光能力が高く、また、マイクロ
レンズ４０の平凸部が遮光膜４１より突出された構造に
より、特にセンサの面の法線方向に対し進行方向が斜め
の光に対する集光能力が高い。このため、マイクロレン
ズ４０によって集光能力が向上し、センサ対象物が比較
的暗くても受光感度が良く、多階調の輝度の光をその輝
度に応じて判別することができる。In the double-gate image sensor having such a structure, the area of the lower surface of the microlens 40 is
Since the structure is wider than the area of the channel into which light from the outside is incident, the light collecting ability is particularly high for light having a traveling direction parallel to the normal direction of the surface of the sensor, and the plano-convex portion of the microlens 40 is Due to the structure protruding from the light shielding film 41, the light converging ability is particularly high for light whose traveling direction is oblique with respect to the normal direction of the sensor surface. Therefore, the light collecting ability is improved by the microlens 40, the light receiving sensitivity is good even when the sensor target is relatively dark, and light with multi-tone brightness can be discriminated according to the brightness.
【００１３】次に、この２次元イメージセンサにおいて
マイクロレンズ４０を形成する場合について図５を参照
しながら説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、最
上面に第１のオーバーコート膜３９を備えたものを用意
する。次に、図５（Ｂ）に示すように、第１のオーバー
コート膜３９の上面にスパッタ等によりアルミニウム膜
５１を形成し、次いでアルミニウム膜５１の上面に遮光
膜４１を形成するための所定のレジストパターン５２を
形成する。すなわち、アルミニウム膜５１のうち遮光膜
４１となる部分をレジストパターン５２で被う。する
と、レジストパターン５２に形成された開口部５３を介
して、アルミニウム膜５１のうちデバイス領域（つま
り、マイクロレンズ形成領域）に対応する部分が露出さ
れる。Next, a case where the microlens 40 is formed in this two-dimensional image sensor will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, the one having the first overcoat film 39 on the uppermost surface is prepared. Next, as shown in FIG. 5B, a predetermined film for forming an aluminum film 51 on the upper surface of the first overcoat film 39 by sputtering or the like and then forming a light shielding film 41 on the upper surface of the aluminum film 51. A resist pattern 52 is formed. That is, the resist pattern 52 covers the portion of the aluminum film 51 that becomes the light-shielding film 41. Then, the portion of the aluminum film 51 corresponding to the device region (that is, the microlens formation region) is exposed through the opening 53 formed in the resist pattern 52.
【００１４】次に、アルミニウム膜５１に電流を流して
陽極酸化を行うと、図５（Ｃ）に示すように、レジスト
パターン５２の開口部５３を介して露出されたアルミニ
ウム膜５１が陽極酸化されて透明な陽極酸化物（Ａｌ2
Ｏ3）に変化し、かつ陽極酸化により体積が増加して平
凸状となり、これにより平凸状のマイクロレンズ４０が
形成される。この場合の陽極酸化は、不十分であるとマ
イクロレンズ４０が曇るので、十分に行う。一方、レジ
ストパターン５２下のアルミニウム膜５１は陽極酸化さ
れず、この陽極酸化されないアルミニウム膜５１によっ
て遮光膜４１が形成される。次に、レジストパターン５
２を剥離し、次いで図４に示すように、遮光膜４１およ
びマイクロレンズ４０の上面に第２のオーバーコート膜
４２を形成する。かくして、マイクロレンズ４０が形成
されることになる。Next, when a current is passed through the aluminum film 51 to carry out anodization, the aluminum film 51 exposed through the openings 53 of the resist pattern 52 is anodized as shown in FIG. 5C. Transparent anodic oxide (Al 2
O 3 ), and the volume increases due to anodic oxidation to form a plano-convex shape, whereby a plano-convex microlens 40 is formed. In this case, if the anodic oxidation is insufficient, the microlens 40 will be fogged, so the anodic oxidation is sufficiently performed. On the other hand, the aluminum film 51 under the resist pattern 52 is not anodized, and the light shielding film 41 is formed by the aluminum film 51 which is not anodized. Next, resist pattern 5
Then, the second overcoat film 42 is formed on the upper surfaces of the light shielding film 41 and the microlens 40, as shown in FIG. Thus, the micro lens 40 is formed.
【００１５】ところで、従来、遮光膜４１を形成する場
合、レジストパターン５２をエッチングマスクとしてア
ルミニウム膜５１をエッチングしている。これに対し
て、この実施形態の場合、レジストパターン５２を陽極
酸化マスクとし、レジストパターン５２の開口部５３を
介して露出されたアルミニウム膜５１を陽極酸化して陽
極酸化膜からなるマイクロレンズ４０を形成するととも
に、レジストパターン５２下の陽極酸化されないアルミ
ニウム膜５１によって遮光膜４１を形成しているので、
従来のエッチング工程の代わりに陽極酸化工程を行えば
よく、工程数としては増減がないといえる。したがっ
て、マイクロレンズ４０を簡単な工程で安価に形成する
ことができる。By the way, conventionally, when the light shielding film 41 is formed, the aluminum film 51 is etched using the resist pattern 52 as an etching mask. On the other hand, in the case of this embodiment, the resist pattern 52 is used as an anodizing mask, and the aluminum film 51 exposed through the opening 53 of the resist pattern 52 is anodized to form the microlens 40 made of an anodized film. Since the light-shielding film 41 is formed by the aluminum film 51 which is not anodized under the resist pattern 52 while being formed,
It can be said that the anodic oxidation process may be performed instead of the conventional etching process, and the number of processes does not increase or decrease. Therefore, the microlens 40 can be formed at low cost by a simple process.
【００１６】なお、上記第３実施形態では、図４に示す
ように、第１のオーバーコート膜３９の上面の受光領域
にマイクロレンズ４０を形成し、かつ第１のオーバーコ
ート膜３９の上面の受光領域以外の全領域に遮光膜４１
を形成しているが、これに限定されるものではない。例
えば、図６に示す第４実施形態のように、上部ゲート電
極３８の上面中央部の受光領域にマイクロレンズ４０を
形成し、かつ上部ゲート電極３８の上面両側の非受光領
域に遮光膜４１を形成し、マイクロレンズ４０および遮
光膜４１を含む上部ゲート絶縁膜３７の上面全体にオー
バーコート膜４２を形成するようにしてもよい。In the third embodiment, as shown in FIG. 4, the microlens 40 is formed in the light receiving region on the upper surface of the first overcoat film 39, and the upper surface of the first overcoat film 39 is formed. The light-shielding film 41 is formed on all areas except the light-receiving area.
However, the present invention is not limited to this. For example, as in the fourth embodiment shown in FIG. 6, a microlens 40 is formed in the light receiving region in the center of the upper surface of the upper gate electrode 38, and a light shielding film 41 is formed in the non-light receiving regions on both sides of the upper gate electrode 38. Alternatively, the overcoat film 42 may be formed on the entire upper surface of the upper gate insulating film 37 including the microlens 40 and the light shielding film 41.
【００１７】次に、この図６に示す２次元イメージセン
サにおいてマイクロレンズ４０を形成する場合について
図７を参照しながら説明する。まず、図７（Ａ）に示す
ように、上部ゲート絶縁膜３７の上面の所定の個所にＩ
ＴＯからなる上部ゲート電極３８およびこの上部ゲート
電極３８に接続された上部ゲートライン（図示せず）が
形成されたものを用意する。次に、図７（Ｂ）に示すよ
うに、上部ゲート電極３８および上部ゲートラインの上
面にアルミニウム膜６１を形成し、次いでアルミニウム
膜６１の上面両側の非受光領域および上部ゲート絶縁膜
３８の上面に所定のレジストパターン６２を形成する。
すなわち、アルミニウム膜６１のうち遮光膜４１となる
部分をレジストパターン６２で被う。すると、レジスト
パターン６２に形成された開口部６３を介して、アルミ
ニウム膜６１のうち受光領域（つまり、マイクロレンズ
形成領域）に対応する部分が露出される。Next, the case of forming the microlenses 40 in the two-dimensional image sensor shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, I is formed at a predetermined position on the upper surface of the upper gate insulating film 37.
An upper gate electrode 38 made of TO and an upper gate line (not shown) connected to the upper gate electrode 38 are prepared. Next, as shown in FIG. 7B, an aluminum film 61 is formed on the upper surfaces of the upper gate electrode 38 and the upper gate line, and then non-light-receiving regions on both sides of the upper surface of the aluminum film 61 and the upper surface of the upper gate insulating film 38. A predetermined resist pattern 62 is formed on.
That is, the resist pattern 62 covers the portion of the aluminum film 61 that becomes the light-shielding film 41. Then, the portion of the aluminum film 61 corresponding to the light receiving region (that is, the microlens forming region) is exposed through the opening 63 formed in the resist pattern 62.
【００１８】次に、上部ゲート電極３８に電流を流して
陽極酸化を行うと、図７（Ｃ）に示すように、レジスト
パターン６２の開口部６３を介して露出されたアルミニ
ウム膜６１が陽極酸化されて透明な陽極酸化物（Ａｌ2
Ｏ3）に変化し、かつ陽極酸化により体積が増加して平
凸状となり、これにより平凸状のマイクロレンズ４０が
形成される。この場合の陽極酸化は、不十分であるとマ
イクロレンズ４０が曇るので、十分に行う。一方、レジ
ストパターン６２下のアルミニウム膜６１が陽極酸化さ
れず、この陽極酸化されないアルミニウム膜６１によっ
て遮光膜４１が形成される。次に、レジストパターン６
２を剥離し、次いで図６に示すように、遮光膜４１およ
びマイクロレンズ４０を含む上部ゲート絶縁膜３７の上
面全体にオーバーコート膜４２を形成する。かくして、
マイクロレンズ４０が形成されることになる。このよう
に、上部ゲート電極３８上に直接マイクロレンズ４０を
形成する場合、上部ゲート電極３８に電圧を印加すれば
陽極酸化膜を容易に形成することができる。Next, when a current is passed through the upper gate electrode 38 to carry out anodization, the aluminum film 61 exposed through the opening 63 of the resist pattern 62 is anodized as shown in FIG. 7C. Transparent anodic oxide (Al 2
O 3 ), and the volume increases due to anodic oxidation to form a plano-convex shape, whereby a plano-convex microlens 40 is formed. In this case, if the anodic oxidation is insufficient, the microlens 40 will be fogged, so the anodic oxidation is sufficiently performed. On the other hand, the aluminum film 61 under the resist pattern 62 is not anodized, and the aluminum film 61 not anodized forms the light shielding film 41. Next, the resist pattern 6
2 is peeled off, and then, as shown in FIG. 6, an overcoat film 42 is formed on the entire upper surface of the upper gate insulating film 37 including the light shielding film 41 and the microlens 40. Thus,
The microlens 40 will be formed. Thus, when the microlens 40 is directly formed on the upper gate electrode 38, the anodic oxide film can be easily formed by applying a voltage to the upper gate electrode 38.
【００１９】なお、上記各実施形態では、遮光膜および
マイクロレンズの金属材料としてアルミニウムを用いた
場合について説明したが、要は陽極酸化すると透明とな
る金属材料であればよく、したがってＦｅ系合金等の他
の金属材料であってもよい。また、上記第３実施形態に
おける製造方法では、ＩＴＯからなる上部ゲート電極３
８とアルミニウム膜６１とを別々に形成した場合につい
て説明したが、これに限らず、ＩＴＯ膜およびアルミニ
ウム膜を順次堆積した後、フォトレジストマスクにより
一括してパターニング形成してもよい。さらに、上記各
実施形態では、この発明を液晶表示パネルあるいは所謂
ダブルゲート構造のＭＯＳ型２次元イメージセンサに適
用した場合について説明したが、これに限らず、ＣＣＤ
形撮像デバイス等の他のデバイスにも適用することがで
きる。In each of the above-described embodiments, the case where aluminum is used as the metal material of the light-shielding film and the microlens has been described, but the point is that a metal material which becomes transparent when anodized is used, and therefore an Fe-based alloy or the like. Other metallic materials may be used. In the manufacturing method of the third embodiment, the upper gate electrode 3 made of ITO is used.
8 and the aluminum film 61 are separately formed, the present invention is not limited to this, and the ITO film and the aluminum film may be sequentially deposited and then collectively patterned by a photoresist mask. Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a liquid crystal display panel or a so-called double gate structure MOS type two-dimensional image sensor has been described, but the present invention is not limited to this.
It can also be applied to other devices such as a flat imaging device.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、遮光膜の形成と同時に該遮光膜と同一の金属材料に
よってマイクロレンズ形成用膜を形成し、このマイクロ
レンズ形成用膜を陽極酸化すると陽極酸化膜からなるマ
イクロレンズを形成することができるので、マイクロレ
ンズを簡単な工程で安価に形成することができる。As described above, according to the present invention, a microlens forming film is formed simultaneously with the formation of the light shielding film by using the same metal material as the light shielding film, and the microlens forming film is anodized. Then, a microlens made of an anodic oxide film can be formed, so that the microlens can be formed in a simple process at low cost.
【００１７】[0017]
【図１】この発明の第１実施形態を適用した液晶表示パ
ネルの要部を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a liquid crystal display panel to which a first embodiment of the invention is applied.
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ図１に示す液晶表示
パネルにおけるマイクロレンズの各形成工程を示す断面
図。2A to 2D are cross-sectional views showing respective steps of forming a microlens in the liquid crystal display panel shown in FIG.
【図３】この発明の第２実施形態を適用した液晶表示パ
ネルの要部を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a main part of a liquid crystal display panel to which a second embodiment of the invention is applied.
【図４】この発明の第３実施形態を適用した２次元イメ
ージセンサの要部を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a two-dimensional image sensor to which a third embodiment of the invention is applied.
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図４に示す２次元イ
メージセンサにおけるマイクロレンズの各形成工程を示
す断面図。5A to 5C are cross-sectional views showing respective steps of forming a microlens in the two-dimensional image sensor shown in FIG.
【図６】この発明の第４実施形態を適用した２次元イメ
ージセンサの要部を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a main part of a two-dimensional image sensor to which a fourth embodiment of the invention is applied.
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図６に示す２次元イ
メージセンサにおけるマイクロレンズの各形成工程を示
す断面図。7A to 7C are cross-sectional views showing respective steps of forming a microlens in the two-dimensional image sensor shown in FIG.
１ 下基板 ２ 上基板 ３ 画素電極 １０ マイクロレンズ １１ 遮光膜 １４ 液晶 1 Lower substrate 2 Upper substrate 3 Pixel electrode 10 Microlens 11 Light-shielding film 14 Liquid crystal
Claims (4)
すると透明となる金属材料からなる遮光膜と、他の領域
に形成された前記遮光膜と同一の金属材料の陽極酸化膜
からなるマイクロレンズとを具備することを特徴とする
マイクロレンズを有するデバイス。1. A light-shielding film formed on one surface of the same surface and made of a metal material that becomes transparent when anodized, and an anodic oxide film formed on another area of the same metal material as the light-shielding film. A device having a microlens, comprising: a microlens.
クロレンズは表示電圧が印加される画素電極に対応して
形成され、前記マイクロレンズの下面の面積は前記画素
電極の面積より広いことを特徴とするマイクロレンズを
有するデバイス。2. The invention according to claim 1, wherein the microlens is formed corresponding to a pixel electrode to which a display voltage is applied, and an area of a lower surface of the microlens is larger than an area of the pixel electrode. A device having a microlens.
クロレンズは光電変換領域に対応して形成され、前記マ
イクロレンズの下面の面積は前記光電変換領域の面積よ
り広いことを特徴とするマイクロレンズを有するデバイ
ス。3. The microlens according to claim 1, wherein the microlens is formed corresponding to a photoelectric conversion region, and an area of a lower surface of the microlens is larger than an area of the photoelectric conversion region. With a device.
って同一面の一の領域に遮光膜を形成するとともに他の
領域にマイクロレンズ形成用膜を形成し、前記マイクロ
レンズ形成用膜を陽極酸化して陽極酸化膜からなるマイ
クロレンズを形成することを特徴とするマイクロレンズ
の形成方法。4. A metal material which becomes transparent when anodized forms a light-shielding film in one region on the same surface and a microlens forming film in another region, and the microlens forming film is anodized. A method of forming a microlens, which comprises forming a microlens made of an anodized film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5257796A JPH09222505A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Device having microlens and shape of microlens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5257796A JPH09222505A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Device having microlens and shape of microlens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222505A true JPH09222505A (en) | 1997-08-26 |
Family
ID=12918666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5257796A Pending JPH09222505A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Device having microlens and shape of microlens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09222505A (en) |
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-
1996
- 1996-02-16 JP JP5257796A patent/JPH09222505A/en active Pending
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