TWI398670B - 鏡片陣列製造方法 - Google Patents

Description

鏡片陣列製造方法

本發明涉及一種鏡片、鏡片陣列及其製造方法，尤其涉及一種壓印成型之鏡片、鏡片陣列及其製造方法。

目前，鏡片通常係於透光基板兩側以壓印成型光學部(請參見The Novel Fabrication Method and Optimum Tooling Design Used for Microlens Arrays，Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems；January 18-21,2006,Zhuhai,China)之方式生產。壓印成型係指先將液態或塑性變形材料塗敷於基板上，再以壓印模具壓印成型。請參閱圖13，當鏡片之兩個表面806與808均為光學表面時，一般採用於基板80之兩側802與804分別壓印成型。此時，基板80之厚度決定了鏡片之厚度。

然，於手機鏡頭尺寸微小化之發展趨勢下，鏡片亦需要越來越薄。目前，可藉由透光基板之薄化技術來減小基板之厚度，從而減小鏡片之厚度。但薄化基板不但製程良率低，價格高且具有易彎曲、破裂等低機械強度特性，於壓印製程中亦不能承受其壓力。

有鑑於此，有必要提供一種輕薄型之鏡片、鏡片陣列及其製造方法。

一種鏡片陣列之製造方法，其包括以下步驟：提供一透光基板，其具有相對之第一表面與第二表面；蝕刻該透光基板之第一表面形成複數陣列排佈 之凹槽；形成一光阻層於每個凹槽之底面，利用曝光顯影之方法去除預定區域光阻，使該底面露出部分表面，成為非光學區，於該非光學區形成遮光膜；去除每個凹槽內殘留之光阻，形成光學區，於該光學區加一成型材料，壓印成型第一光學部，並固化第一光學部之成型材料；於透光基板之第一表面上於每個凹槽四周形成切割道。

一種鏡片，其包括一透光基板，該透光基板具有相對之第一表面與第二表面，該透光基板之第一表面設有一凹槽，該凹槽之底面設有一第一光學部與一遮光膜，該遮光膜圍繞設置於該第一光學部週邊。

一種鏡片陣列，包括一透光基板，該透光基板具有相對之第一表面與第二表面，該透光基板之第一表面設有複數陣列排佈之凹槽，每個凹槽之底面設有一第一光學部與一遮光膜，該遮光膜圍繞設置於該第一光學部週邊。

相較於先前技術，由於該鏡片陣列或鏡片之第一光學部係於凹槽之底面上形成之，所形成之鏡片陣列或鏡片較於透光基板之第一表面上形成第一光學部之鏡片更薄，且由於透光基板並不是整塊進行薄化，凹槽四周未薄化之區域可同時承受壓印過程中之壓力，避免了鏡片製程中透光基板之彎曲與破裂。

806、808‧‧‧表面

80、10‧‧‧基板

802、804‧‧‧兩側

11‧‧‧凹槽

13‧‧‧光阻層

100‧‧‧鏡片陣列

200‧‧‧鏡片

102‧‧‧第一表面

104‧‧‧第二表面

112‧‧‧底面

132‧‧‧負光阻

14‧‧‧非光學區

12‧‧‧切割道

60‧‧‧遮光膜

16‧‧‧鏡片成型區

20‧‧‧模具

202‧‧‧凸出部

2022‧‧‧成型腔

30‧‧‧第一光學部

40‧‧‧第二光學部

17‧‧‧黏著層

18‧‧‧成型材料

圖1係本發明實施例鏡片之製造方法流程圖。

圖2至圖12係本發明實施例鏡片製造方法之過程示意圖。

圖13係先前技術鏡片之結構示意圖。

下面將結合附圖與實施方式對本技術方案作進一步詳細說明。

請參閱圖1、圖11、圖12，本發明鏡片陣列100或鏡片200之製造方法包括 以下步驟：提供一透光基板，其具有相對之第一表面與第二表面；蝕刻該透光基板之第一表面形成複數陣列排佈之凹槽；形成一光阻層於每個凹槽之底面，利用曝光顯影之方法去除預定區域光阻，使該底面露出部分表面，成為非光學區，於該非光學區形成遮光膜；去除每個凹槽內殘留之光阻，形成光學區，於該光學區加一成型材料，壓印成型第一光學部，並固化第一光學部之成型材料；壓印成型第二光學部於該透光基板之第二表面與該第一光學部同光軸之位置；於透光基板之第一表面上於每個凹槽四周形成切割道；形成一黏著層於透光基板之第一表面上每個切割道所圍成之區域；沿著該切割道切割該透光基板形成各個鏡片。

下面將結合圖2至圖12對鏡片陣列100或鏡片200之製造方法進行詳細描述。

如圖2所示，首先提供一透光基板10，該透光基板10之材料係一種透光材料，例如玻璃，優選地，可為穿透率大於95%之光學玻璃。該透光基板10具有兩個相對之表面，即第一表面102與第二表面104。

於第一表面102藉由蝕刻方法形成複數陣列排佈之凹槽11，該蝕刻方法可為物理性蝕刻，如濺射蝕刻(Sputter Etching)、離子束蝕刻(Ion Beam Etching)；化學性蝕刻，如電漿化學蝕刻(Plasma Chemical Etching)；或物理、化學複合蝕刻，如反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etching) 。

利用裂縫塗佈(Slit Coating)或者自轉式塗佈法或其他塗佈法於每個凹槽11之底面112形成光阻層13，光阻層13可為負光阻，亦可為正光阻。

藉由具有預定圖案之光罩(圖未示)對光阻層13進行紫外光照射曝光。如果使用負光阻，例如聚異戊二烯(polyisoprene)，由於負光阻對紫外光敏感，曝光部分將不溶於顯影劑。

請參閱圖3，使用顯影劑後，將未曝光之負光阻溶解，留下被曝光之負光阻132。凹槽11之底面112露出部分表面，形成非光學區14。

請參閱圖4，利用現有之鍍膜技術，例如濺鍍法，於非光學區14上鍍一層遮光材料，例如鉻，形成遮光膜60，遮光膜60用於減少雜散光。遮光膜60至少覆蓋如圖3所示之非光學區14。遮光膜60之厚度小於負光阻132之厚度。

請參閱圖5，利用一種可溶解負光阻但與遮光材料鉻無反應之溶劑，例如丙酮溶液，溶解如圖4所示之負光阻132，露出鏡片成型區16。

然後於鏡片成型區16利用壓印模具壓印成型第一光學部。

成型過程請參閱圖6至圖12。請參閱圖6，該壓印模具20由一種能透過紫外光之材料製成，其具有複數與凹槽11相對應之凸出部202，每個凸出部202具有一成型腔2022，用於成型鏡片之光學部形狀。本實施例中，該成型腔2022之形狀為內凹之球面。

首先於鏡片成型區16加一成型材料18，該光學成型材料18為熱塑性材料或熱固性材料，且此時呈液態或熔融態，光學成型材料18受熱或受紫外光照射後可固化。

請參閱圖7，將壓印模具20對準成型材料18進行壓印。然後，紫外光自模具 20向成型材料18照射，使成型材料18固化。

請參閱圖8，固化完成後，脫去壓印模具20，每個凹槽11之底面112上形成有第一光學部30。

請參閱圖9，壓印成型第二光學部40於該透光基板10之第二表面104與該第一光學部30同光軸之位置。

請參閱圖10，於該第一表面102上於每個凹槽11四周形成切割道12，其可藉由鐳射切割裝置或刀具切割形成。

請參閱圖11，於該透光基板10之第一表面102上每個切割道12所圍成之區域藉由塗佈方法形成一黏著層17，即形成鏡片陣列100。該黏著層17之作用在於使透光基板10可黏合多片具有光學元件之基板，形成多層光學元件結構後，再整體進行切割。該光學元件可為複數感光器(CMOS或者CCD)或者複數透鏡。

請參閱圖12，沿著該切割道12切割該透光基板10形成單個鏡片200。

相較於先前技術，由於該鏡片陣列100或鏡片200之第一光學部30係於凹槽11之底面112上形成之，所形成之鏡片陣列100或鏡片200較於透光基板10之第一表面102上形成第一光學部之鏡片更薄，且由於透光基板10並不是整塊進行薄化，凹槽11四周未薄化之區域可同時承受壓印過程中之壓力，避免了鏡片陣列100或鏡片200之製程中透光基板10之彎曲與破裂。

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爰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。

Claims (6)

1. 一種鏡片陣列之製造方法，其包括以下步驟：提供一透光基板，其具有相對之第一表面與第二表面；蝕刻該透光基板之第一表面形成複數陣列排佈之凹槽；形成一光阻層於每個凹槽之底面，利用曝光顯影之方法去除預定區域光阻，使該底面露出部分表面，成為非光學區，於該非光學區形成遮光膜；去除每個凹槽內殘留之光阻，形成光學區，於該光學區加一成型材料，壓印成型第一光學部，並固化第一光學部之成型材料；於透光基板之第一表面上於每個凹槽四周形成切割道。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡片陣列之製造方法，其中，進一步包括於固化第一光學部之成型材料後，壓印成型第二光學部於該透光基板之第二表面與該第一光學部同光軸之位置之步驟。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鏡片陣列之製造方法，其中，進一步包括於形成第二光學部後，於該透光基板之第一表面上每個切割道所圍成之區域形成一黏著層之步驟。
4. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片陣列之製造方法，其中，進一步包括於形成黏著層後，沿著該切割道切割該透光基板形成各個鏡片之步驟。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鏡片陣列之製造方法，其中，壓印成型第一光學部之步驟中，使用一壓印模具進行壓印，該壓印模具具有複數與該凹槽相對應之凸出部，每個凸出部具有一成型腔，用於成型鏡片之光學部形狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鏡片陣列之製造方法，其中，該光阻層係利 用裂縫塗佈或者自轉式塗佈法形成，該切割道係藉由鐳射切割裝置或刀具切割形成，該固化方法為紫外線固化。