TWI436117B - 光學元件及其製造方法、影像擷取裝置 - Google Patents

光學元件及其製造方法、影像擷取裝置 Download PDF

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Description

光學元件及其製造方法、影像擷取裝置
本發明係有關於光學元件，且特別有關於晶圓級之光學元件、影像擷取裝置及其製造方法。
近年來，因固相影像擷取元件，如CCD(charged coupled device)型影像感應器、CMOS型影像感應器及其類似元件的大量應用，影像擷取設備，如具有照相功能之行動電話及數位相機等日漸普及於日常生活中，且其功能愈來愈強大，尺寸也愈來愈小。在影像擷取元件中，主要將某一物體成像於影像擷取元件中的偵測表面，以達到成像的目的，並讀取及輸出此影像。
影像擷取設備中的光學元件包括反射元件，如鏡片與折射/繞射及/或反射微光學元件，以影響光線的路徑。
光學元件主要是利用模板的複製來製備，其通常需要一基本結構，其包括一基板及一複製材料在基板表面上，此複製材料可在複製的過程中定型及硬化。
光學元件包括有效區及無效區(非有效區)，傳統上兩者皆如鏡子般光滑。然而，光滑的無效區會反射不需要的光線，以導致雜散光的產生，且雜散光會嚴重地影響影像的品質。此外，當二光學元件互相結合時，所使用的黏著劑會溢流至鄰近光線路徑(有效區)的區域。此溢流的黏著劑同樣也會反射不需要的光線，並破壞影像。
第1A及1B為傳統晶圓級光學元件之剖面圖。參照第1A圖，光學元件10包括一基板12及鏡片14。鏡片14被區分成二個區域，包括無效區142及有效區144。如上所述，有效區及無效區皆非常平滑，以致於會反射不需要的光線，並影響影像的品質。此外，參照第1B圖，當二光學元件利用間隙物16及黏著劑18互相結合以形成晶圓級影像擷取鏡片時，黏著劑18通常會溢流至鄰近或接觸無效區142的區域。同樣地，不需要的光線也會被溢流出的黏著劑20所反射。影像感測器，如CMOS或CCD，因此通常會接收到此多餘的反射光，並影響影像的品質。
因此，半導體業界亟需一種新穎的光學結構及其製造方法來克服上述的問題。
本發明係提供一種光學元件，包括一基板，以及一光學結構，形成於基板上，光學結構具有至少一無效區及有效區，其中無效區具有一粗糙表面。
本發明另提供一種影像擷取裝置，包括一基板；一光學結構，形成於基板之上，以及一間隙物，其包括一微結構，間隙物藉由一黏著劑接合於基板上，其中此微結構位於黏著劑與光學結構之間，以阻隔該黏著劑的溢流。
本發明更提供一種光學元件的製造方法，包括提供一基板；提供一模件，其具有至少一光滑表面部份及至少一粗糙表面部份，以定義出一光學結構的形狀；壓合模件及基板，其中此基板上具有一複製材料；將複製材料侷限於基板上之一特定區域，其中此特定區域的範圍大於光學結構的範圍；硬化此複製材料以形成此光學結構，此光學結構包括至少一有效區及一無效區。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下：
在本發明一實施樣態中，本發明提供一光學元件。此光學元件包括一基板，以及一光學結構形成於基板上，其中光學結構至少包括一有效區及無效區，且無效區具有一粗糙的表面。具有粗糙表面的無效區可分散不需要的光線，以避免產生多餘的光線，並增加影像的品質。
第2A至2C圖分別顯示本發明光學元件之各實施例。應注意的是，為了清楚描述本發明之特徵，第2圖僅為本發明實施例之簡單圖示，在實際應用時，此技藝人士可依不同的需求增加或修改此半導體結構。
參照第2A圖，光學元件10，包括基板22及光學結構(鏡片)24，其中光學結構24包括至少一無效區242及一有效區244。光學結構24之有效區244可具有一光滑表面及特定角度，以產生理想的影像。有效區的表面粗糙度Ra可為約1-20nm，或5-15nm。應注意的是，無效區242具有一粗糙表面。無效區242的表面粗糙度Ra可為約100-10000nm。在一實施例中，無效區的表面粗糙度Ra可為約500-5000nm。無效區粗糙的表面可分散多餘的光線以避免反射光及雜散光的產生。
在另一實施例中，光學結構(鏡片)24可根據不同的需求具有任何的形狀以產生所希望的影像。例如，光學結構24可為一凹面鏡或不規則鏡片。參照第2B圖，光學結構24(凹面鏡)包括一無效區242及有效區244，其中無效區242具有一粗糙的表面，其表面粗糙度Ra為約100-10000nm，但並不限於此。參照第2C圖，光學結構242為一不規則鏡片，其包括複數個無效區242及有效區244。相同地，有效區244具有光滑的表面，且無效區242具有粗糙的表面。無效區的表面具有一約100-10000nm的表面粗糙度Ra。在一實施例中，每個無效區242的表面可具有相同的粗糙度。在另一實施例中，各個無效區242彼此具有不同的表面粗糙度。
在本發明另一實施樣態中，本發明提供一種光學元件的製造方法。本發明之方法包括提供一基板，以及一模件，模件具有至少一光滑表面及一粗糙表面，且此模件可定義出光學結構的形狀。本發明之方法更包括壓合模件及含有複製材料的基板，將複製材料侷限於基板上特定的區域內，其中此特定區域的範圍大於基板上光學結構的範圍。此外，硬化此材料以形成包含至少一有效區及無效區之光學結構。
第3A至3B圖為本發明光學元件之製程剖面圖。應注意的是，為了清楚描述本發明之特徵，第3圖僅為本發明實施例之簡單圖示，在實際應用時，此技藝人士可依不同的需求增加或修改此半導體結構。
參照第3A圖，提供一基板32。此基板可為玻離基板或其他透明基板，例如石英基板。
提供一模件36。模件36可包括一或複數個部份，其可定義出光學結構，如鏡片的形狀。應注意的是，模件36的部份中，包括至少一粗糙表面部份362及光滑表面部份364，其中粗糙表面部份362具有一粗糙結構。此粗糙表面部份362可具有有一約100-10000nm或500-5000nm的表面粗糙度Ra。
粗糙表面部份362的表面可以任何適當的機械或化學方法來完成。可使用的方法包括，但不限於，研磨、蝕刻、咬花、砂磨及或放電加工程序(EDM)。業界中具有許多的製程可用來製作粗糙表面部份362的表面，此技術領域人士可根據不同的需求選擇適當的方法及步驟。其他任何習知的方法或步驟也皆屬於本發明之範疇。
第3B圖顯示模件36及基板32的壓合程序。將液狀、黏狀或彈性無規則的複製材料34置於模件36及/或基板32上。此複製材料34可為UV硬化成形之光學材料，如ExguideTM (ChemOptics)、(Micro Resist)、PAK-01(Toyo Gosei)、TSR-820(Teijin Seiki)、或Inoflex(Inomat)。壓合模件36及基板32力量可根據所使用的設備而定。例如，當模件置於基板上適當的位置時，施加一壓力至模件上。此外，也可將基板置於模件上。在另一實施例中，所施加的力量可大於或小於模件的重量，且可利用一校準裝置來控制模件與基板之間的距離。
在一實施例中，粗糙表面部份362被設計成可形成光學結構之無效區。在另一實施例中，粗糙表面362被設計成可控制複製材料34的流動，可藉由毛細力量、表面張力及/或表面粗糙度來限制、控制及/或停止複製材料34的流動，以形成適當的光學結構。
在將模件置於基板上之後，進行複製材料的硬化。根據不同的複製材料，可選用不同的硬化處理，例如，UV處理。此外，也可藉由冷卻來進行硬化處理。接著，將模件及複製材料相互分離，複製材料會存留於基板上，並形成光學結構(鏡片)，光學結構可藉由粗糙表面部份362來形成一粗糙表面(無效區342)。
在本發明另一實施樣態中，本發明提供一影像擷取裝置。本發明之影像擷取裝置包括一基板，一光學結構形成於基板上，以及一具有一微結構之間隙物，其藉由一黏著劑接合於基板上，其中此微結構位於黏著劑與光學結構之間，以阻隔溢流的黏著劑。本發明之微結構可阻隔溢流的黏著劑以保護光學結構。
第4圖為本發明影像擷取裝置之剖面圖。應注意的是，為了清楚描述本發明之特徵，第4圖僅為本發明實施例之簡單圖示，在實際應用時，此技藝人士可依不同的需求增加或修改此半導體結構。如第4圖所示，影像擷取裝置40包括基板42、光學結構44、以及間隙物46，間隙物46藉由黏著劑48接合於基板上。間隙物46包括一或複數個微結構50，其位於黏著劑48及光學結構44之間(或光學結構之無效區)以阻隔溢流的黏著劑。微結構50的功能係主要為阻隔溢流的黏著劑，以及保護光學結構。相同地，光學結構44可包括一無效區442及一有效區444，其中無效區442表面的表面粗糙度為約100-10000nm，或500-5000nm，但不限於此。
為抑制黏著劑的溢流，微結構50較佳與基板貼合接觸。任何適當的形狀或外形皆屬於本發明之範疇，例如，微結構50的形狀包括，但不限於，條形、圓形、矩形、三角形或多邊形。此外，微結構50可圍繞黏著劑48。微結構50可以任何適當的材料及方法來製備。在一實施例中，間隙物46及微結構50以相同的材料及方法製備。在另一實施例中，間隙物46及微結構50以不同的材料及方法製備。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．光學元件
12、22、32、42‧‧‧基板
14、24、34、44‧‧‧光學結構(鏡片)
142、242、342、422‧‧‧無效區
144、244、444‧‧‧有效區
16、46‧‧‧間隙物
18、48‧‧‧黏著劑
20‧‧‧溢流出的黏著劑
34‧‧‧複製材料
36‧‧‧模件
362‧‧‧粗糙表面部份
364‧‧‧光滑表面部份
40‧‧‧影像擷取裝置
50‧‧‧微結構
第1A~1B圖顯示傳統晶圓級光學元件之剖面圖。
第2A圖為本發明一實施例之光學元件。
第2B圖為本發明另一實施例之光學元件。
第2C圖為本發明另一實施例之光學元件。
第3A~3B圖為本發明光學元件之製程剖面圖。
第4圖為本發明影像擷取裝置之剖面圖。
22．．．基板
24．．．光光結構(鏡片)
242．．．無效區
244．．．有效區

Claims (17)

  1. 一種光學元件，包括：一基板，以及一光學結構，形成於該基板上，該光學結構具有至少一無效區(non-effective area)及有效區(effective area)，其中該無效區具有一粗糙表面，且該無效區具有一100-10000nm之表面粗糙度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中該無效區具有一500-5000nm之表面粗糙度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中該有效區具有一光滑表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中該有效區具有一1-20nm之表面粗糙度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中該有效區具有一5-15nm之表面粗糙度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中該光學結構為一鏡片。
  7. 一種影像擷取裝置，包括：一基板；一光學結構，形成於該基板之上，以及一間隙物，其包括一微結構，該間隙物藉由一黏著劑接合於該基板上，其中該微結構位於該黏著劑與該光學結構之間，以阻隔該黏著劑的溢流，該光學結構具有至少一無效區(non-effective area)及有效區(effective area)，無效區具有一粗糙表面，且該無效區具有一100-10000nm之表 面粗糙度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取裝置，其中該微結構與該基板實質上貼合接觸。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取裝置，其中該微結構的形狀為條形、圓形、矩形、三角形或多邊形。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取裝置，其中該微結構圍繞該黏著劑。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取裝置，其中該微結構位於該無效區及該黏著劑之間。
  12. 一種光學元件的製造方法，包括：提供一基板；提供一模件，其具有至少一光滑表面部份及至少一粗糙表面部份，以定義出一光學結構的形狀；壓合該模件及該基板，其中該基板上具有一複製材料；將該複製材料侷限於該基板上之一特定區域，其中該特定區域的範圍大於該光學結構的範圍；硬化該複製材料以形成該光學結構，該光學結構包括至少一有效區(effective area)及一無效區(non-effective area)，其中該無效區具有一100-10000nm之表面粗糙度。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光學元件的製造方法，其中該無效區具有一500-5000nm之表面粗糙度。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之學元件的製造方法，其中該粗糙表面部份控制該複製材料的流動方向。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之學元件的製造方 法，其中該有效區具有一1-20nm之表面粗糙度。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之學元件的製造方法，其中該有效區具有一5-15nm之表面粗糙度。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之學元件的製造方法，其中該光學結構為一鏡片。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI569056B (zh) * 2014-06-17 2017-02-01 豪威科技股份有限公司 凹形間隔件晶圓孔洞及形成於其中之晶圓級光學元件

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8810721B2 (en) 2011-09-02 2014-08-19 Himax Technologies Limited Camera module
TWI449982B (zh) * 2011-10-05 2014-08-21 Himax Tech Ltd 攝像裝置
CN107407864B (zh) * 2015-03-10 2020-05-12 麦克赛尔株式会社 投影型影像显示装置
CN105161508B (zh) * 2015-08-31 2018-05-01 上海集成电路研发中心有限公司 增强红外透过性的混合成像探测器像元结构及其制备方法
CN111796385A (zh) * 2019-04-08 2020-10-20 三营超精密光电(晋城)有限公司 光学镜头、应用该光学镜头的镜头模组及电子装置
CN110586442A (zh) * 2019-10-18 2019-12-20 浙江舜宇光学有限公司 防溢墨结构的制作方法
CN113007618B (zh) * 2019-12-19 2023-11-28 隆达电子股份有限公司 光学元件与发光装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5770120A (en) * 1994-12-09 1998-06-23 Olympus Optical Co., Ltd. Method of manufacturing die and optical element performed by using the die
US7179536B1 (en) * 1999-09-29 2007-02-20 Konica Corporation Optical element having a low surface roughness, an optical pickup device including the optical element, and a die for making the optical element
JP2003167102A (ja) * 2001-12-04 2003-06-13 Sony Corp 光学素子及びその製造方法
WO2006098164A1 (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Konica Minolta Opto, Inc. 撮像装置及び電子機器
JP4559327B2 (ja) * 2005-09-14 2010-10-06 株式会社日立製作所 レンズを用いた光モジュールのアラインメント方法およびその方法で作成した光モジュール
CN101105565B (zh) 2006-07-14 2010-08-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 镜头模组
JP4777210B2 (ja) 2006-10-12 2011-09-21 キヤノン株式会社 光学素子の製造方法および光学素子
CN101452101A (zh) * 2007-12-06 2009-06-10 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 镜头模组及相机模组
CN101771057A (zh) * 2008-12-26 2010-07-07 佛山普立华科技有限公司 相机模组

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI569056B (zh) * 2014-06-17 2017-02-01 豪威科技股份有限公司 凹形間隔件晶圓孔洞及形成於其中之晶圓級光學元件

Also Published As

Publication number Publication date
TW201020603A (en) 2010-06-01
US8390930B2 (en) 2013-03-05
CN101738658A (zh) 2010-06-16
US20100123817A1 (en) 2010-05-20

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