JP2016161800A - マイクロレンズモジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロレンズ間を確実に接着して接着剤のはみ出すことのない、薄く焦点距離の短いレンズモジュールを提供する。【解決手段】透明基板3上に、半凸レンズ8と、透明基板3の周辺部に溝を有する支持部6とが形成された二枚のレンズモジュール基板100を、半凸レンズ8がお互いに向き合うよう重ねられ、溝部に接着剤9が設けられ、支持部6で二枚のレンズモジュール基板100を接着し、さらに半凸レンズが、複数の半凸レンズよりなることを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、撮像素子に利用されるマイクロレンズモジュールに関する。
ビデオカメラ、ディジタルカメラ、携帯電話などに用いられる撮像素子は高画素化が求められている。画素が微細となると、画素を構成するCCD、CMOS等からなる受光素子も微細となる。微細な受光素子への集光効率を高めるため、広くマイクロレンズが利用されている。これは、画素への入射光を効率よくマイクロレンズにより集光して、受光素子に入射させ、受光感度を向上させるためである。
このようなマイクロレンズは、一般に次のような方法で製造される。まずひとつには、金型を用いる方法で、金型に液状のガラス材料や樹脂を流し込み、製造する(例えば、特許文献1)。
また、3次元形状作成用濃度分布マスクを用いた感光性材料へのパターン露光および現像により、基板上に三次元構造の感光性材料パターンを形成する方法、又は、その感光性材料パターンを基板に彫り写すことにより3次元構造の表面形状をもつ物品を製造する方法が用いられている(例えば、特許文献2)。
マイクロレンズは、以上のような製造工程で、基板に多面付けされた状態で製造されマイクロレンズモジュールとし、CCD、CMOS等からなる受光素子が多面付けして形成されたシリコンウェハーを貼り合わせる。その後に個別に切断、分割して撮像素子としている(例えば、特許文献5)。
また、多面付けされたマイクロレンズモジュールを2枚製造し、これらをマイクロレンズの凸部の向きを揃え基板間を接着剤で貼り付け、受光素子の形成されたシリコンウェハーに接着剤で張り合わせて、撮像素子を製造する技術も開示されている(特許文献5)。
このようにして作成されたマイクロレンズモジュールを切断、分割するために、切断部分では接着剤を避けるように、接着剤を各基板にスクリーンプリントなどで塗布している(特許文献5)。
このようにして多面付けされたマイクロレンズモジュールの基板間とウェハーに接着剤を塗布して、2枚のマイクロレンズ間、及びウェハーを貼り付けた場合、接着剤が塗布部をはみ出し、切断時に切断不良やマイクロレンズを汚染する恐れがある。
本発明は、このような問題点を解決するもので、マイクロレンズ間を確実に接着して接着剤のはみ出すことのないマイクロレンズモジュールを提供することを課題とする。
さらに、薄く焦点距離の短いレンズモジュールを提供する。
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、請求項1の発明は、
透明基板上に、半凸レンズと、透明基板の周辺部に溝を有する支持部とが形成された二枚のレンズモジュール基板を、半凸レンズがお互いに向き合うよう重ねられ、溝部に接着剤が設けられ、支持部で二枚のレンズモジュール基板を接着したことを特徴とするマイクロレンズモジュールとしたものである。
透明基板上に、半凸レンズと、透明基板の周辺部に溝を有する支持部とが形成された二枚のレンズモジュール基板を、半凸レンズがお互いに向き合うよう重ねられ、溝部に接着剤が設けられ、支持部で二枚のレンズモジュール基板を接着したことを特徴とするマイクロレンズモジュールとしたものである。
本発明の請求項2の発明は、
半凸レンズが、複数の半凸レンズよりなることを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズモジュールとしたものである。
半凸レンズが、複数の半凸レンズよりなることを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズモジュールとしたものである。
本発明の請求項3の発明は、
基板上に、半凸レンズを形成するための濃淡パターンと、溝を有する支持部を形成するためのパターンとが形成されたフォトマスクを用意するフォトマスク工程と、
透明基板上にフォトレジストを塗布、形成する成膜工程と、
フォトマスクを介してフォトレジストを露光し現像し、レンズモジュール基板を形成し、この基板を二枚用意するレンズモジュール基板工程と、
溝部に接着剤を充填する接着剤工程と、
二枚のレンズジュール基板を半凸レンズがお互いに向き合うよう重ねられ、溝部を合わせ、支持部で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成するレンズモジュール工程と、
からなることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロレンズモジュール製造方法としたものである。
基板上に、半凸レンズを形成するための濃淡パターンと、溝を有する支持部を形成するためのパターンとが形成されたフォトマスクを用意するフォトマスク工程と、
透明基板上にフォトレジストを塗布、形成する成膜工程と、
フォトマスクを介してフォトレジストを露光し現像し、レンズモジュール基板を形成し、この基板を二枚用意するレンズモジュール基板工程と、
溝部に接着剤を充填する接着剤工程と、
二枚のレンズジュール基板を半凸レンズがお互いに向き合うよう重ねられ、溝部を合わせ、支持部で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成するレンズモジュール工程と、
からなることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロレンズモジュール製造方法としたものである。
本発明の請求項4の発明は、
基板上に、半凸レンズを形成するための濃淡パターンと、溝を有する支持部を形成するためのパターンとが形成されたフォトマスクを用意するフォトマスク工程と、
透明基板上にレンズ材膜とフォトレジストを順次形成する成膜工程と、
フォトマスクを介してフォトレジストを露光し現像し、レジストパターンを形成するレジストパターン工程と、
レジストパターンをマスクとし、レンズ膜材料をエッチングしてレンズモジュール基板を形成し、この基板を二枚用意するレンズモジュール基板工程と、
形成したレンズジュール基板の溝部に接着剤を充填する接着剤工程と、
二枚のレンズモジュール基板を半凸レンズがお互いに向き合うよう重ね、溝部を合わせ、支持部で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成するレンズモジュール工程と、からなることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロレンズモジュール製造方法としたものである。
基板上に、半凸レンズを形成するための濃淡パターンと、溝を有する支持部を形成するためのパターンとが形成されたフォトマスクを用意するフォトマスク工程と、
透明基板上にレンズ材膜とフォトレジストを順次形成する成膜工程と、
フォトマスクを介してフォトレジストを露光し現像し、レジストパターンを形成するレジストパターン工程と、
レジストパターンをマスクとし、レンズ膜材料をエッチングしてレンズモジュール基板を形成し、この基板を二枚用意するレンズモジュール基板工程と、
形成したレンズジュール基板の溝部に接着剤を充填する接着剤工程と、
二枚のレンズモジュール基板を半凸レンズがお互いに向き合うよう重ね、溝部を合わせ、支持部で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成するレンズモジュール工程と、からなることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロレンズモジュール製造方法としたものである。
本発明の請求項5の発明は、
フォトマスクが、複数の半凸レンズを形成するための濃淡パターンが形成されたことを特徴とする請求項3または4に記載のマイクロレンズモジュール製造方法としたものである。
フォトマスクが、複数の半凸レンズを形成するための濃淡パターンが形成されたことを特徴とする請求項3または4に記載のマイクロレンズモジュール製造方法としたものである。
本発明のマイクロレンズモジュールは以上のような構成であって、透明基板の周辺部に設けられた溝部に接着剤が設けられ、支持部で二枚のレンズモジュール基板を接着しているので、マイクロレンズ間を確実に接着して接着剤のはみ出すことのないマイクロレンズモジュールとすることができる。
さらに、半凸レンズがお互いに向き合うよう重ねられ、また、濃淡マスクを用いて半凸レンズを形成することで、薄く焦点距離の短いレンズモジュールとすることができる。
本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明のマイクロレンズモジュールの実施形態例を断面で示した説明図である。図1(a)はレンズが1つの場合で、第一の実施形態、図1(b)はレンズが複数の場合で、第二の実施形態の説明図である。
図1は、本発明のマイクロレンズモジュールの実施形態例を断面で示した説明図である。図1(a)はレンズが1つの場合で、第一の実施形態、図1(b)はレンズが複数の場合で、第二の実施形態の説明図である。
図1(a)で、第一の実施形態のマイクロレンズモジュール10は、透明基板3上に、半凸レンズ8と、透明基板3の周辺部に溝を有する支持部6とが形成された二枚のレンズモジュール基板100を、半凸レンズ8がお互いに向き合うよう重ねられ、溝部に接着剤9が設けられ、支持部6で二枚のレンズモジュール基板100を接着した構成である。
図1(b)で、第二の実施形態のマイクロレンズモジュール20は、透明基板23上に、複数の半凸レンズ28と、透明基板23の周辺部に溝を有する支持部26とが形成された二枚のレンズモジュール基板200を、複数の半凸レンズ28がお互いに向き合うよう重ねられ、溝部に接着剤29が設けられ、支持部26で二枚のレンズモジュール基板200を接着した構成である。
このように、本発明では、レンズモジュール基板の周辺に設けた溝部に接着剤を設け、二枚のレンズモジュール基板で張り合わせているので、マイクロレンズ間を確実に接着して接着剤のはみ出すことのないマイクロレンズモジュールとすることができる。
また、マイクロレンズモジュールは、半凸レンズ8がお互いに向き合うよう重ねられ、支持部6で二枚のレンズモジュール基板100を接着した構成であることから、さらに同様のマイクロレンズモジュールを積層することが出来る。このため、複数種のレンズ機能が組み合わされたレンズシートを得るうえで、好適な構成のマイクロモジュールである。
実際のマイクロレンズモジュールとしては、カラー表示などに利用するため、図1(b)で示した第二の実施形態が広く利用される。
つぎに、このようマイクロレンズモジュールの製造方法について図2、図3を用いて説明する。
図2は、製造方法の第一の実施形態を断面で示した説明図である。
(1)基板上に、半凸レンズ8を形成するための濃淡パターンと、溝7を有する支持部6を形成するための濃淡パターンと、が形成されたフォトマスク5を用意する。溝を透明基板まで形成する場合は、濃淡を白黒パターンとしてもよい。
(2)別途、透明基板3上にフォトレジスト2を塗布、形成する(図2(a))。
(3)つぎに、用意したフォトマスク5を介してフォトレジスト2を露光し(図2(b))、現像し(図2(c))レンズモジュール基板100を形成する。このとき、半凸レンズ8と溝7と支持部6とがフォトレジストに形成される。このレンズモジュール基板100を二つ形成する。
(4)各レンズモジュール基板100の溝部7に接着剤9を充填する(図2(d))。
(5)二枚のレンズジュール基板100を半凸レンズ8がお互いに向き合うよう重ね、溝部7を合わせ、支持部6で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成する(図(2e))。
(1)基板上に、半凸レンズ8を形成するための濃淡パターンと、溝7を有する支持部6を形成するための濃淡パターンと、が形成されたフォトマスク5を用意する。溝を透明基板まで形成する場合は、濃淡を白黒パターンとしてもよい。
(2)別途、透明基板3上にフォトレジスト2を塗布、形成する(図2(a))。
(3)つぎに、用意したフォトマスク5を介してフォトレジスト2を露光し(図2(b))、現像し(図2(c))レンズモジュール基板100を形成する。このとき、半凸レンズ8と溝7と支持部6とがフォトレジストに形成される。このレンズモジュール基板100を二つ形成する。
(4)各レンズモジュール基板100の溝部7に接着剤9を充填する(図2(d))。
(5)二枚のレンズジュール基板100を半凸レンズ8がお互いに向き合うよう重ね、溝部7を合わせ、支持部6で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成する(図(2e))。
このように製造することによって、マイクロレンズ間を確実に接着して接着剤のはみ出すことのないマイクロレンズモジュールを得ることができる。
なお、本実施形態では、半凸レンズを形成する材料がフォトレジストであるが、これを別の樹脂などのレンズ材料を用いて製造することができる。
このような、製造方法について図3を用いて説明する。図3は製造方法の第二の実施形態を断面で示した説明図である。
(1)製造方法の第一の実施形態と同様に、基板上に、半凸レンズ80を形成するための濃淡パターンと、溝70を有する支持部60を形成するための濃淡パターンとが形成されたフォトマスク5を用意する。また、溝70を透明基板まで形成する場合は、濃淡を白黒パターンとしてもよい。
(2)別途、透明基板3上にレンズ材膜4とフォトレジスト2を順次形成する(図3(a))。
(3)つぎに、用意したフォトマスク5を介してフォトレジスト2を露光し(図3(b))、現像し(図3(c))、レジストパターンを形成する。このとき、パターンとして、半凸レンズに対応するパターン81と溝に対応するパターン71と支持部に対応するパターン61とがフォトレジストに形成される。
(4)つぎに、このレジストパターンをマスクとし、レンズ膜材料4をエッチングしてパターンを彫り写し、レンズモジュール基板130を形成する。ここでレンズ膜材料4からなる半凸レンズ80と溝70と支持部60とが形成される(図3(d))。このレンズモジュール基板130を二枚用意する。
(5)形成したレンズジュール基板の溝部7に接着剤9を充填する(図3(e))。
(6)二枚のレンズモジュール基板130を半凸レンズ80がお互いに向き合うよう重ね、溝部70を合わせ、支持部60で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成する。
(1)製造方法の第一の実施形態と同様に、基板上に、半凸レンズ80を形成するための濃淡パターンと、溝70を有する支持部60を形成するための濃淡パターンとが形成されたフォトマスク5を用意する。また、溝70を透明基板まで形成する場合は、濃淡を白黒パターンとしてもよい。
(2)別途、透明基板3上にレンズ材膜4とフォトレジスト2を順次形成する(図3(a))。
(3)つぎに、用意したフォトマスク5を介してフォトレジスト2を露光し(図3(b))、現像し(図3(c))、レジストパターンを形成する。このとき、パターンとして、半凸レンズに対応するパターン81と溝に対応するパターン71と支持部に対応するパターン61とがフォトレジストに形成される。
(4)つぎに、このレジストパターンをマスクとし、レンズ膜材料4をエッチングしてパターンを彫り写し、レンズモジュール基板130を形成する。ここでレンズ膜材料4からなる半凸レンズ80と溝70と支持部60とが形成される(図3(d))。このレンズモジュール基板130を二枚用意する。
(5)形成したレンズジュール基板の溝部7に接着剤9を充填する(図3(e))。
(6)二枚のレンズモジュール基板130を半凸レンズ80がお互いに向き合うよう重ね、溝部70を合わせ、支持部60で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成する。
このように、グレースケールマスクを利用してフォトリソ方法で作成した2枚のレンズを向かい合わせて重ねることで、薄いマイクロレンズモジュールを製造できる。
製造方法の第一の実施形態では、半凸レンズを、レジストを硬化したものとしている。このため、レンズが長焦点となる。しかし、製造方法の第二の実施形態では、マイクロレンズモジュールの半凸レンズの材料をフォトレジストではなく、別のレンズ膜材料を用いるので、屈折率を大きく出来、短焦点化ができる。収差補正の点でも好ましい。
なお、製造方法の実施形態では、図面で一つの半凸レンズしか示していないが、使用するフォトマスクに、一つの半凸レンズに対応するパターンを拡張して、複数の半凸レンズに対応するパターンを形成し、それを用いることで、複数の半凸レンズを有するマイクロレンズモジュールを製造できる(マイクロレンズモジュールの実施形態2(図1(b))。
本発明のレンズモジュールは従来の材料を用いて製造できる。半凸レンズを形成するフォトレジストとしては、ポジ型感光性レンズ材料としてアクリル系樹脂やフェノール系樹脂やスチレン系樹脂を主体とすることが出来る。このような感光性レンズ材料では、JSR株式会社から品番号MFR401−Mの名称で販売されているものが例示される。
また、半凸レンズ材料としては、マスクにより成形(エッチバック)される非フォトポリマの樹脂として、フェノール系樹脂,スチレン系樹脂,アクリル系樹脂などの合成樹脂が例示される。
10・・・マイクロレンズモジュール
20・・・マイクロレンズモジュール
30・・・マイクロレンズモジュール
100・・・マイクロレンズモジュール基板
130・・・マイクロレンズモジュール基板
200・・・マイクロレンズモジュール基板
2・・・フォトレジスト
3・・・透明基板
4・・・レンズ材膜
5・・・フォトマスク
6・・・支持部
7・・・溝
8・・・半凸レンズ
9・・・接着剤
23・・・透明基板
26・・・支持部
28・・・半凸レンズ
29・・・接着剤
60・・・支持部対応のレジストパターン
61・・・支持部
70・・・溝対応のレジストパターン
71・・・溝
80・・・半凸レンズ対応のレジストパターン
81・・・半凸レンズ
20・・・マイクロレンズモジュール
30・・・マイクロレンズモジュール
100・・・マイクロレンズモジュール基板
130・・・マイクロレンズモジュール基板
200・・・マイクロレンズモジュール基板
2・・・フォトレジスト
3・・・透明基板
4・・・レンズ材膜
5・・・フォトマスク
6・・・支持部
7・・・溝
8・・・半凸レンズ
9・・・接着剤
23・・・透明基板
26・・・支持部
28・・・半凸レンズ
29・・・接着剤
60・・・支持部対応のレジストパターン
61・・・支持部
70・・・溝対応のレジストパターン
71・・・溝
80・・・半凸レンズ対応のレジストパターン
81・・・半凸レンズ
Claims (5)
- 透明基板上に、半凸レンズと、透明基板の周辺部に溝を有する支持部とが形成された二枚のレンズモジュール基板を、半凸レンズがお互いに向き合うよう重ねられ、溝部に接着剤が設けられ、支持部で二枚のレンズモジュール基板を接着したことを特徴とするマイクロレンズモジュール。
- 半凸レンズが、複数の半凸レンズよりなることを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズモジュール。
- 基板上に、半凸レンズを形成するための濃淡パターンと、溝を有する支持部を形成するためのパターンとが形成されたフォトマスクを用意するフォトマスク工程と、
透明基板上にフォトレジストを塗布、形成する成膜工程と、
フォトマスクを介してフォトレジストを露光し現像し、レンズモジュール基板を形成し、この基板を二枚用意するレンズモジュール基板工程と、
溝部に接着剤を充填する接着剤工程と、
二枚のレンズジュール基板を半凸レンズがお互いに向き合うよう重ねられ、溝部を合わせ、支持部で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成するレンズモジュール工程と、
からなることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロレンズモジュール製造方法。 - 基板上に、半凸レンズを形成するための濃淡パターンと、溝を有する支持部を形成するためのパターンとが形成されたフォトマスクを用意するフォトマスク工程と、
透明基板上にレンズ材膜とフォトレジストを順次形成する成膜工程と、
フォトマスクを介してフォトレジストを露光し現像し、レジストパターンを形成するレジストパターン工程と、
レジストパターンをマスクとし、レンズ膜材料をエッチングしてレンズモジュール基板を形成し、この基板を二枚用意するレンズモジュール基板工程と、
形成したレンズジュール基板の溝部に接着剤を充填する接着剤工程と、
二枚のレンズモジュール基板を半凸レンズがお互いに向き合うよう重ね、溝部を合わせ、支持部で接着、支持してマイクロレンズモジュールを形成するレンズモジュール工程と、からなることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロレンズモジュール製造方法。 - フォトマスクが、複数の半凸レンズを形成するための濃淡パターンが形成されたことを特徴とする請求項3または4に記載のマイクロレンズモジュール製造方法。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004046053A (ja) * | 2002-05-21 | 2004-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 対物レンズ及び光ヘッド装置 |
JP2005258349A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Dainippon Printing Co Ltd | マイクロレンズアレイの形成方法 |
WO2010137368A1 (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | コニカミノルタオプト株式会社 | ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ積層体の製造方法並びに製造装置 |
JP2012108327A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Sharp Corp | レンズおよびその製造方法、固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 |
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2015
- 2015-03-03 JP JP2015041052A patent/JP2016161800A/ja active Pending
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