TWI443383B - 微透鏡及微透鏡陣列 - Google Patents

Description

微透鏡及微透鏡陣列

本發明涉及光學元件領域，尤其涉及用於小型化電子設備的微透鏡。

鑒於輕便型、羽量級的便攜式電子設備越來越受到消費者的青睞，對各種元件的小型化技術研究成為目前研究人員的研究熱點，微透鏡也係其中一種。微透鏡為一種尺寸極為微小的透鏡，其可應用於光電元件如數碼相機、行動電話或太陽能電池。

由於目前的製造工藝還不成熟，已經使用的微透鏡還有許多不足之處，特別地，有些微透鏡所成圖像出現照片發白、形成光暈的現象，這主要因為微透鏡表面會反射一部分入射光線，各個微透鏡的反射光線在透鏡和相機內部進行多次反射成為雜散光，使得影像感測器接收到不必要的光訊號，從而產生上述問題，一般被稱作眩光或鬼影。

有鑒於此，有必要提供一種微透鏡及切割後可得到複數微透鏡的微透鏡陣列，此種微透鏡及微透鏡陣列成像時將不會產生眩光及鬼影問題。

一種微透鏡，其包括一個透光基板，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面；第一抗反射層，該第一抗反射層設於該第一 表面；一個第一光學部，該第一光學部設於該第一抗反射層背離該透光基板的一側；第一消光膜，該第一消光膜設於該抗反射層背離該透光基板的一側且圍繞該第一光學部。

一種微透鏡陣列，其包括透光基板，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面；第一抗反射層，該第一抗反射層設於該第一表面；第一光學部陣列，該第一光學部陣列包括複數第一光學部且設於該第一抗反射層背離該透光基板的一側；第一消光膜，該第一消光膜設於該第一抗反射層背離該透光基板的一側且位於每個第一光學部之外的區域。

與先前技術相比，本發明提供的微透鏡和微透鏡陣列具有消光膜和抗反射層，可有效吸收入射到微透鏡光學部以外的光線及有效增強經該微透鏡光學部入射的光線，從而解決成像中的眩光及鬼影問題。

500‧‧‧微透鏡

11‧‧‧透光基板

102‧‧‧第一表面

104‧‧‧第二表面

130‧‧‧第一光學部

150‧‧‧第二光學部

106‧‧‧抗反射層

112‧‧‧消光膜

108‧‧‧濾光層

50‧‧‧微透鏡陣列

13‧‧‧第一光學部陣列

110‧‧‧正光阻

20‧‧‧光罩

21‧‧‧不透光區域

31‧‧‧沒有消光膜112覆蓋的區域

40‧‧‧紫外光可固化聚合物

41‧‧‧壓模

圖1係本發明較佳實施例提供的微透鏡截面示意圖。

圖2係本發明較佳實施例提供的微透鏡陣列的俯視圖。

圖3係本發明較佳實施例提供的具有鍍膜的透光基板的示意圖。

圖4係在圖3中的透光基板上塗佈正光阻的示意圖。

圖5係對圖4的透光基板曝光的示意圖。

圖6係圖5中的透光基板顯影處理示意圖。

圖7係在圖6中的透光基板上形成消光膜的示意圖。

圖8係去除圖7中透光基板上的剩餘光阻後的示意圖。

圖9係圖8中的透光基板上壓印微透鏡光學部的示意圖。

下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

請參閱圖1，本發明實施例提供的微透鏡500包括透光基板11、第一光學部130、第二光學部150、圍繞該第一光學部130的抗反射層106、消光膜112、濾光層108。

透光基板11具有相對的第一表面102和第二表面104，抗反射層106設於該第一表面102，第一光學部130和消光膜112設於該抗反射層106。該消光膜112設於該第一光學部130周圍。

濾光層108設於該第二表面104，該第二光學部150設於該濾光層108。

該第一光學部130、第二光學部150均可採用紫外光壓印的方式壓印成型。該第二光學部150可根據實際需要不予以設置。該第一光學部130、第二光學部150可以為凹透鏡、凸透鏡等光學結構。

抗反射層106用於增強經第一光學部130入射的光線在第一表面102的透射率。

消光膜112可採用真空濺鍍的方式鍍製。消光膜112的材料可以為各種黑色的材料，優選地，可採用鉻。當光線入射至第一光學部130之外的微透鏡500的表面時，將會被消光膜112吸收，從而減少與微透鏡500組合使用的光學元件之間的多次反射，提高成像效果。

濾光層108根據實際需要可以為紅外截止濾光層或紅外導通濾光 層或者不設。還可在抗反射層106和第一表面102之間設置濾光層。

當然，還可以在第二表面104設置抗反射層，以增強入射光線在第二表面104的透射率。該抗反射層可單獨設於該第二表面104，也可設於濾光層108與第二表面104之間，也可設於該濾光層108表面。當然，還可以在第二表面104設置消光膜以將經過該第一光學部130透射至第二光學部150以外區域的光線吸收，進一步消減雜散光。消光膜可單獨設於該第二表面104，也可設於濾光層108與第二表面104之間，也可設於該濾光層108表面。請參閱圖2，本發明較佳實施例提供的微透鏡陣列50包括透光基板11、第一光學部陣列13、與第一光學部陣列13相對的第二光學部陣列(圖未示)、圍繞該第一光學部陣列13的消光膜112以及抗反射層106。將該微透鏡陣列50沿切割線M切割即可得到微透鏡500。

本發明較佳實施例提供的微透鏡製造方法包括以下步驟：

第一步，請參閱圖3，提供一個透光基板11，其具有第一表面102及與第一表面102相對的第二表面104。對該透光基板11進行清洗。

第二步，請參閱圖4，在第一表面102鍍抗反射層106，在第二表面104鍍濾光層108。當然，也可以在第一表面102鍍濾光層，或者在第二表面104鍍抗反射層。

第三步，在抗反射層106上塗敷正光阻110。

第四步，請參閱圖5，提供一個光罩20，光罩20上有預設的不透光區域21。

第五步，將光罩20置於正光阻110上方，對正光阻110進行曝光。

第六步，請參閱圖6，顯影。顯影後被曝光的部分被顯影劑溶解，留下部分正光阻110以及抗反射層106。

第七步，請參閱圖7，對透光基板11的第一表面102，即，正光阻110所在表面鍍消光膜112，以使正光阻110表面以及正光阻110之間的空隙表面覆上消光膜112。鍍消光膜112可採用真空濺鍍法。所鍍消光膜112的材料可以為各種黑色的膜，優選地，材料為鉻。

第八步，請參閱圖8，除去光阻。將剩下的正光阻110連同其上的消光膜去掉，留下沒有消光膜112覆蓋的區域31和被消光膜112覆蓋的區域。

第九步，請參閱圖9，壓印。在沒有消光膜112覆蓋的區域31塗敷紫外光可固化聚合物40(UV curable polymer)，將一壓模41，例如將壓印面形成有預設圖案的PDMS(Polydimethylsiloxane)壓模，將其壓在該紫外光可固化聚合物40上，並利用紫外光照射該紫外光可固化聚合物40，從而可在透光基板11形成第一光學部陣列13。該第一光學部陣列13包括複數第一光學部130。接著，在透光基板11的第二表面104上以紫外光壓印方式形成一個第二光學部陣列，從而可得到一個微透鏡陣列50，並註意使得第二光學部陣列中的每個第二光學部150的光軸可以與位置相對的第一光學部130的光軸重合。

第二光學部陣列的材料與第一光學部陣列13的材料可以相同，也可以不同。

當然，也可以根據需要不壓印第二光學部陣列。

第一光學部13和第二光學部以及透光基板11、消光膜112、抗反射層106等共同構成微透鏡陣列50。

第十步，切割。對微透鏡陣列50進行切割可得到複數微透鏡500。

由於本實施例在製造微透鏡500的過程中，在微透鏡500的非光學部鍍有消光膜112和抗反射層106，使得照射或反射到微透鏡500的非光學部的雜散光被吸收或透過，不會有光線影響與其組合的光學元件，例如，影像感測器，從而不致引起眩光或鬼影。

另外，也可以選用負光阻代替正光阻進行曝光顯影的操作，但需要另外設置光罩，即，將本較佳實施例提供的光罩20的透光區域改成不透光區域，同時將不透光區域改成透光區域。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

500‧‧‧微透鏡

11‧‧‧透光基板

102‧‧‧第一表面

104‧‧‧第二表面

130‧‧‧第一光學部

150‧‧‧第二光學部

106‧‧‧抗反射層

112‧‧‧消光膜

108‧‧‧濾光層

Claims (10)

1. 一種微透鏡，其改良在於：該微透鏡包括一個透光基板，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面；第一抗反射層，該第一抗反射層設於該第一表面；一個第一光學部，該第一光學部設於該第一抗反射層背離該透光基板的一側；第一消光膜，該第一消光膜設於該第一抗反射層背離該透光基板的一側且圍繞該第一光學部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡，其中：進一步包括濾光層，該濾光層設於該第二表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之微透鏡，其中：進一步包括第二光學部，該第二光學部設於該濾光層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡，其中：進一步包括第二抗反射層，該第二抗反射層設於該第二表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡，其中：進一步包括濾光層，該濾光層設於該第一表面和該第一抗反射層之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡，其中：進一步包括第二光學部，該第二光學部位於該第二表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡，其中：進一步包括第二消光膜，該第二消光膜位於該第二表面。
8. 一種微透鏡陣列，其包括：透光基板，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面；第一抗反射層，該第一抗反射層設於該第一表面；第一光學部陣列，該第一光學部陣列包括複數第一光學部且設於該第一抗反射層背離該透光基板的一側； 第一消光膜，該第一消光膜設於該第一抗反射層背離該透光基板的一側且設於每個第一光學部之外的區域。
9. 如申請專利範圍第8項所述之微透鏡陣列，其中：進一步包括濾光層，該濾光層設於該第二表面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之微透鏡陣列，其中：進一步包括第二光學部，該第二光學部設於該濾光層。