KR20090077435A

KR20090077435A - Micro Lens Array and Manufacturing Method Thereof

Info

Publication number: KR20090077435A
Application number: KR1020080003401A
Authority: KR
Inventors: 손윤철; 이정엽; 권종오; 김운배
Original assignee: 삼성전자주식회사; 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2009-07-15

Abstract

본 발명은 기판(웨이퍼)에 발생하는 잔류응력 및 휨 현상을 최소화하여 카메라 모듈을 구성하기 위한 적층 공정을 용이하게 할 수 있도록 한 마이크로 렌즈 어레이 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이 제조방법은, 자외선 마스킹 레이어 패턴이 형성된 투명기판의 필요한 부분 또는 전체에 자외선에 반응하여 경화하는 광경화성 폴리머를 도포하는 단계; 형성하고자 하는 구조물 형상을 갖춘 몰드를 사용하여 상기 광경화성 폴리머를 압착하는 단계; 상기 자외선 마스킹 레이어 패턴을 이용하여 투명기판에 자외선을 선택적으로 조사하여 형성하고자 하는 구조물만을 경화시키는 단계; 및 상기 몰드를 분리하고 경화되지 않은 잔류 광경화성 폴리머를 제거하는 단계;를 포함한다. 이에 의하면, 기판에 구조물 이외의 불필요한 잔류막이 존재하지 않기 때문에, 잔류막에 의한 기판의 잔류응력 및 휨 현상을 최소화할 수 있다.The present invention discloses a method of manufacturing a microlens array, which facilitates a lamination process for constructing a camera module by minimizing residual stress and warpage occurring on a substrate (wafer). The disclosed microlens array manufacturing method includes applying a photocurable polymer that cures in response to ultraviolet rays to a required portion or all of a transparent substrate on which an ultraviolet masking layer pattern is formed; Pressing the photocurable polymer using a mold having a structure shape to be formed; Curing only the structure to be formed by selectively irradiating ultraviolet rays to the transparent substrate using the ultraviolet masking layer pattern; And separating the mold and removing the uncured residual photocurable polymer. According to this, since there is no unnecessary residual film other than the structure on the substrate, residual stress and warpage of the substrate by the residual film can be minimized.

Description

Micro lens array and its manufacturing method {MICRO LENS ARRAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 마이크로(or nano)- 임프린팅(imprinting) 및 복제(replication) 공정을 이용하여 렌즈 어레이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모바일 폰(mobile phone)용 카메라 모듈 등에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a lens array using micro-or imprinting and replication processes. More specifically, the present invention relates to a microcomputer used in a camera module for a mobile phone. A lens array and a method of manufacturing the same.

현대사회에서 모바일 폰은 전화(telecommunication) 기능 이외에 다양한 기능이 추가되고 있으며, 어떤 기능이 부가되어 있는지가 모바일 폰을 선택하는 중요한 요인이 되고 있다. 모바일 폰에 내장되고 있는 기능으로는 MP3, DMB, 인터넷, 카메라 등이 있으며, 점점 더 고기능화되고 있는 추세이다.In modern society, various functions are added to the mobile phone in addition to the telecommunication function, and what function is added is an important factor in selecting the mobile phone. The functions embedded in mobile phones include MP3, DMB, Internet, and cameras, which are becoming more and more functional.

모바일 폰에 카메라를 내장하는 전통적인 방식, 즉 미리 제작된 경통에 사출 성형된 별개의 렌즈를 조립하여 구성하는 방식은, 카메라의 고해상도화 및 고기능화의 요구에 따라 한계를 맞게 됨에 따라, 최근에는 다수의 이미지 센서 칩과 마이크로 렌즈를 기판(혹은 웨이퍼)에 어레이 형태로 제작하여 적층한 후 다이싱하여 카메라 모듈을 구성하는 방식이 주류를 이루고 있다.The traditional method of embedding a camera in a mobile phone, ie, a method of assembling a separate lens injection-molded in a pre-made barrel, has been limited in accordance with the demand for higher resolution and higher functionality of the camera. The mainstream method is to fabricate an image sensor chip and a micro lens in a form of an array on a substrate (or wafer), and then stack and dice the camera module.

이러한 웨이퍼 레벨 패키징 방식을 구현하기 위해서는, 초소형 부품인 이미지 센서 칩과 마이크로 렌즈 어레이를 정확히 정렬 및 적층하고 상호간에 배선을 연결하는 기술 및 얇은 기판에 마이크로 렌즈 어레이를 결함없이 복제하고 복제시 휨을 최소화하며 손상없이 핸들링하는 기술들이 매우 중요하다.In order to realize such a wafer level packaging method, the technology of precisely aligning and stacking microscopic image sensor chips and microlens arrays, interconnecting wires with each other, and replicating the microlens array without defects on thin substrates and minimizing warping during replication Techniques for handling without damage are very important.

전통적으로 반도체 배선은 포토리소그패피(photolithography) 방법으로 제작되어 왔으나, 최근에는 따로 마스크를 제작하여 노광할 필요가 없는 나노-임프린팅 방법이 값싸고 간편한 방법으로 활발히 연구되고 있다. 나노-임프린팅 방법은 반도체 제조 공정 이외에도 디스플레이 소자 등에 폭넓게 이용되고 있다. 일반적으로 반도체나 디스플레이를 구성하는 구조물들은 수nm ~ 수백nm 정도로 다양하며, 수백nm 정도의 다양한 구조물을 형성할 때 수nm 정도의 잔류막이 기판 전체에 연속하여 형성되게 된다. 나노-임프린팅 공정에서 형성되는 잔류막은 그 두께가 매우 얇기 때문에 기판에 크게 휨을 일으키거나 신뢰성 저하를 가져오지 않아서 큰 문제없이 사용되고 있다.Traditionally, semiconductor wiring has been manufactured by photolithography, but recently, a nano-imprinting method that does not require exposure by making a mask is actively researched as a cheap and simple method. Nano-imprinting methods are widely used in display devices and the like in addition to semiconductor manufacturing processes. Generally, the structures constituting the semiconductor or the display are varied in the order of several nm to several hundred nm, and when forming the various structures in the order of several hundred nm, the residual film of several nm is formed continuously in the entire substrate. Since the residual film formed in the nano-imprinting process has a very thin thickness, it does not cause a great warpage or a decrease in reliability of the substrate and thus is used without any significant problem.

그러나, 카메라 모듈용 마이크로 렌즈 어레이를 복제하는 경우는 다르다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 일반적인 마이크로 렌즈 어레이 제조방법은 먼저, 투명한 기판(1) 위에 자외선에 반응하여 경화되는 광경화성 폴리머(2)를 도포한다. 이후 원하는 형상의 복제를 위하여 미리 제작된 몰드(3)를 이용하여 기판(1) 위의 광경화성 폴리머(2)를 압착한다. 상기 몰드(3)는 다수의 렌즈 성형부(3a) 및 스페이서 성형부(3b) 등을 갖추고 있어서 몰드(3)로 폴리머(2)를 압착하면 기판(1) 위의 폴리머는 도 1b에 나타낸 바와 같이 원하는 렌즈부(2') 및 스페이서부(2")들로 성 형된다. 도 1b의 상태에서 기판(1)의 하부로부터 자외선(4)을 전체적으로 조사하여 폴리머를 경화시키고, 몰드(3)를 분리한다. 이 때, 도 1c에 나타낸 바와 같이, 형성하고자 하는 구조물, 즉 렌즈부(2') 및 스페이서부(2")들과 함께 기판(1)에 일정두께의 잔류막(5)이 형성된다. 복제되는 마이크로 렌즈의 크기는 수백um 정도이고 잔류막(5)의 두께는 수um 정도에 이른다. 액상의 폴리머(2)가 경화되면서 수축이 일어나고 두꺼운 잔류막(5)은 기판(1)을 당기면서 잔류응력을 가지게 되며, 이 잔류응력을 완화시키기 위해 기판(1)에서는 휨이 발생하게 되는데, 잔류막(5)의 두께가 클수록 일반적으로 기판(1)은 크게 휘어지게 된다. 이러한 현상은 도 2와 같이 여러장의 기판(1)(1')을 배열하고 적층하여 모듈을 제작함에 있어 큰 정렬 오차를 발생시키고, 이러한 오차는 광경로의 왜곡으로 이어져 해상도 저하를 가져오므로 개선이 요구되고 있다.However, the case of replicating the micro lens array for the camera module is different. Referring to FIGS. 1A to 1C, in general, a method of manufacturing a microlens array is first coated with a photocurable polymer 2 cured in response to ultraviolet rays on a transparent substrate 1. Then, the photocurable polymer 2 on the substrate 1 is pressed using a mold 3 prepared in advance for replicating a desired shape. The mold 3 has a plurality of lens forming portions 3a and spacer forming portions 3b, and the polymer 2 is pressed onto the mold 3 so that the polymer on the substrate 1 is as shown in FIG. Likewise, it is formed into the desired lens portion 2 'and the spacer portion 2 ". In the state of FIG. 1B, ultraviolet light 4 is entirely irradiated from the lower part of the substrate 1 to cure the polymer, and the mold 3 In this case, as shown in FIG. 1C, the remaining film 5 having a predetermined thickness is formed on the substrate 1 together with the structure to be formed, that is, the lens portion 2 ′ and the spacer portion 2 ″. Is formed. The size of the microlens to be replicated is several hundred um and the thickness of the residual film 5 is several um. As the liquid polymer 2 hardens, shrinkage occurs, and the thick residual film 5 has residual stress while pulling the substrate 1, and in order to alleviate the residual stress, warpage occurs in the substrate 1. In general, the larger the thickness of the residual film 5, the larger the substrate 1 bends. This phenomenon causes a large alignment error in fabricating modules by arranging and stacking a plurality of substrates 1 and 1 'as shown in FIG. 2, and this error leads to distortion of the optical path resulting in a resolution reduction. This is required.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마이크로 렌즈 기판을 적층하여 카메라 모듈을 제작할 때 정확한 정렬이 가능하도록 휨 없는 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a bending-free micro lens array and a method of manufacturing the same so that accurate alignment is possible when manufacturing a camera module by stacking a micro lens substrate.

본 발명의 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 마이크로 렌즈 어레이에서 휨을 최소화하는 방법은, 복제하고자 하는 구조물과 함께 기판에 전체적으로 일정 두께로 형성되는 잔류막을 없애는 것이다. 상기 잔류막을 없애기 위해서는 마이크로 렌즈 복제 과정에서 원하는 구조물, 즉 렌즈부분 및 스페이서 부분만 선택적으로 경화시키고 나머지 부분은 마스킹(masking)하여 자외선이 통과하지 못하도록 하면 된다.The method of minimizing warpage in the microlens array for solving the above problems of the present invention is to eliminate the residual film formed in a predetermined thickness on the substrate together with the structure to be replicated. In order to remove the residual film, only the desired structure, that is, the lens portion and the spacer portion, may be selectively cured in the microlens replication process, and the remaining portion may be masked to prevent ultraviolet rays from passing through.

본 발명의 일 측면에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이는, 투명기판; 및 상기 투명기판의 일측면 또는 양측면에 자외선 복제되어 배열된 다수의 마이크로 렌즈;를 포함하고, 상기 투명기판의 이웃하는 마이크로 렌즈 사이에 해당하는 부분에는 자외선 투과를 차단하는 자외선 마스킹 레이어가 각각 배치된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the invention, the micro lens array, a transparent substrate; And a plurality of micro lenses arranged on one side or both sides of the transparent substrate by UV replication, and an ultraviolet masking layer for blocking UV transmission is disposed at portions corresponding to neighboring micro lenses of the transparent substrate. It is characterized by.

상기 투명기판은 글래스, 석영, 경화된 폴리머 중에서 선택된 어느 하나로 구성될 수 있으며, 상기 자외선 마스킹 레이어는 Cr, Ti, Al 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다.The transparent substrate may be formed of any one selected from glass, quartz, and a cured polymer, and the ultraviolet masking layer may be formed of any one material selected from Cr, Ti, and Al.

또한, 상기 자외선 마스킹 레이어는 상기 마이크로 렌즈가 배치된 투명기판 면 또는 그 반대면에 존재할 수 있다.In addition, the ultraviolet masking layer may be present on the surface of the transparent substrate on which the micro lens is disposed or on the opposite surface thereof.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이는, 다수의 자외선 마스킹 레이어 패턴에 의해 자외선 투과 영역과 불투과 영역으로 구획된 투명기판; 상기 투명기판의 상기 자외선 투과 영역에 자외선 복제되어 배치된 다수의 마이크로 렌즈; 및 상기 마이크로 렌즈 사이에 배치된 다수의 스페이서;를 포함한다.According to another aspect of the invention, the micro-lens array, a transparent substrate partitioned into an ultraviolet transmission region and an opaque region by a plurality of ultraviolet masking layer patterns; A plurality of micro lenses disposed by being replicated with ultraviolet rays in the ultraviolet transmission region of the transparent substrate; And a plurality of spacers disposed between the micro lenses.

상기 다수의 스페이서는 상기 다수의 마이크로 렌즈와 함께 자외선 복제되어 형성될 수 있다.The plurality of spacers may be formed by UV replication together with the plurality of micro lenses.

또한, 상기 다수의 자외선 마스킹 레이어 패턴은 상기 다수의 마이크로 렌즈 및 스페이서가 배치되지 않은 부분에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the plurality of ultraviolet masking layer patterns may be disposed at portions where the plurality of micro lenses and the spacers are not disposed.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이 제조방법은, 자외선 마스킹 레이어 패턴이 형성된 투명기판을 준비하는 단계; 상기 투명기판의 필요한 부분 또는 전체에 자외선에 반응하여 경화하는 광경화성 폴리머를 도포하는 단계; 형성하고자 하는 구조물 형상을 갖춘 몰드를 사용하여 상기 광경화성 폴리머를 압착하는 단계; 상기 자외선 마스킹 레이어 패턴을 이용하여 투명기판에 자외선을 선택적으로 조사하여 형성하고자 하는 구조물만을 경화시키는 단계; 및 상기 몰드를 분리하고 경화되지 않은 잔류 광경화성 폴리머를 제거하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a micro lens array includes preparing a transparent substrate on which an ultraviolet masking layer pattern is formed; Applying a photocurable polymer that cures in response to ultraviolet rays to a required portion or all of the transparent substrate; Pressing the photocurable polymer using a mold having a structure shape to be formed; Curing only the structure to be formed by selectively irradiating ultraviolet rays to the transparent substrate using the ultraviolet masking layer pattern; And separating the mold and removing the uncured residual photocurable polymer.

상기 잔류 광경화성 폴리머를 제거하는 단계는, IPA, 에탄올, 메탄올, 아세톤 또는 물을 이용할 수 있다.Removing the residual photocurable polymer may use IPA, ethanol, methanol, acetone or water.

그리고, 상기 투명기판의 상기 구조물이 형성되는 면 또는 그 반대면에 상기 자외선 마스킹 레이어 패턴을 형성할 수 있다.The ultraviolet masking layer pattern may be formed on a surface on which the structure of the transparent substrate is formed or on the opposite surface thereof.

또한, 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이 제조방법은, 글래스, 석영 또는 경화된 폴리머로 이루어진 투명기판을 사용할 수 있으며, 상기 자외선 마스킹 레이어 패턴은 Cr, Ti 또는 Al을 이용하여 형성할 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the microlens array of the present invention, a transparent substrate made of glass, quartz, or a cured polymer may be used, and the ultraviolet masking layer pattern may be formed using Cr, Ti, or Al.

상기 구조물은 다수의 마이크로 렌즈 및 이웃하는 상기 마이크로 렌즈 사이에 배치된 다수의 스페이서를 포함할 수 있다.The structure may include a plurality of micro lenses and a plurality of spacers disposed between the neighboring micro lenses.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 3d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조 공정을 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따라 제조된 2개의 마이크로 렌즈 어레이를 적층한 상태의 도면이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a microlens array according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing two microlens arrays manufactured according to the present invention stacked on one another.

도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 마이크로 렌즈 어레이는, 투명기판(10), 상기 투명기판(10) 위에 자외선 경화되어 마련된 구조물인 다수의 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30), 그리고, 상기 투명기판(10)의 상기 다수의 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30)가 배치되지 않은 부분들에 배치된 다수의 자외선 마스킹 레이어 패턴(40)을 포함한다.As shown in Figure 3a to 3d, the microlens array according to an embodiment of the present invention, a plurality of microlenses 20, which is a structure provided by UV curing on the transparent substrate 10, the transparent substrate 10 And a plurality of ultraviolet masking layer patterns 40 disposed on portions of the spacer 30 and the portions in which the plurality of micro lenses 20 and the spacer 30 of the transparent substrate 10 are not disposed.

상기 투명기판(10)은 유리(glass)나 석영(qurtz) 또는 경화된 폴리머(polymer)로 형성될 수 있다. 상기 투명기판(10)에는 광전회로, 정렬 마크, 본드 패드 및 기타 전자회로 등이 배치되나 도면에서는 구체적인 도시를 생략하였다. 또한, 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이는 웨이퍼 단위로 제조된 후 단위 유닛으로 다이싱되므로, 투명기판(10)은 웨이퍼로 명명될 수도 있다.The transparent substrate 10 may be formed of glass, quartz, or cured polymer. An optical circuit, an alignment mark, a bond pad, and other electronic circuits are disposed on the transparent substrate 10, but specific drawings are omitted in the drawings. In addition, since the microlens array of the present invention is manufactured in wafer units and then diced into unit units, the transparent substrate 10 may be referred to as a wafer.

상기 다수의 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30)는 상기 투명기판(10) 위에 자외선에 반응하여 경화되는 광경화성 폴리머를 필요한 부분 또는 전체적으로 도포한 후 상기 다수의 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30)에 대응하는 음각 형상(50a)(50b)을 갖는 몰드(50)를 이용하여 상기 폴리머를 압착한 상태에서 자외선(60)을 조사하는 것에 의해 형성된다. 여기서, 상기 스페이서(30)는 도 4에 도시한 바와 같이, 2개의 마이크로 렌즈 어레이(10)(10')를 적층하는 경우에 사용된다.The plurality of micro lenses 20 and the spacers 30 may be coated on the transparent substrate 10 with the necessary portion or whole of a photocurable polymer that is cured in response to ultraviolet rays, and then the plurality of micro lenses 20 and the spacers 30. Is formed by irradiating the ultraviolet ray 60 in the state in which the polymer is pressed using the mold 50 having the intaglio shapes 50a and 50b. Here, the spacer 30 is used to stack two micro lens arrays 10 and 10 'as shown in FIG.

상기 자외선 마스킹 레이어 패턴(40)은 상기 투명기판(10)으로 자외선(60)을 조사할 때, 자외선(60)이 투과하지 못하는 부분을 상기 투명기판(10)에 제공함으로써, 투명기판(10) 위에 도포된 광경화성 폴리머가 부분적으로 경화되지 않게 하기 위한 것이다.The ultraviolet masking layer pattern 40 provides the transparent substrate 10 with a portion through which the ultraviolet ray 60 does not pass when the ultraviolet ray 60 is irradiated onto the transparent substrate 10, thereby providing a transparent substrate 10. This is to prevent the photocurable polymer applied thereon from being partially cured.

즉, 상기와 같은 임프린팅 공정을 이용한 마이크로 렌즈 어레이 제조과정에서는, 종래기술에서 언급한 바와 같이, 투명기판(10) 위에 필요한 구조물(마이크로 렌즈 및 스페이서)과 함께 투명기판의 휨 현상을 유발하는 불필요한 잔류막(도 1의 5)도 형성된다. 이러한 현상은 자외선이 투명기판(10) 전체면을 투과함으로써 발생되는 바, 본 발명은 자외선(60)을 형성하고자 하는 구조물, 즉 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30) 부분으로는 투과하나, 그외 다른 부분에서는 투과하지 못하도록 함으로써, 투명기판(10)에 종래와 같은 불필요한 잔류막이 존재하지 않도록 한다.That is, in the manufacturing process of the microlens array using the imprinting process as described above, as mentioned in the related art, it is unnecessary to induce a warpage phenomenon of the transparent substrate together with the structures (microlenses and spacers) necessary on the transparent substrate 10. The remaining film (5 in Fig. 1) is also formed. This phenomenon is generated by the ultraviolet light transmitted through the entire surface of the transparent substrate 10, the present invention is transmitted to the structure to form the ultraviolet light 60, that is, the micro lens 20 and the spacer 30, but other By preventing the transmission at other parts, unnecessary transparent films as in the prior art do not exist in the transparent substrate 10.

상기에서 자외선이 투과하지 않도록 하는 부분은, 예를 들면, 마이크로 렌즈(20)들의 사이, 스페이서(30)들의 사이 및 마이크로 렌즈(20)와 스페이서(30)의 사이들이다. 따라서, 상기와 같은 마이크로 렌즈(20)들 사이, 스페이서(30)들 사이 및 마이크로 렌즈(20)와 스페이서(30) 사이에 위치된 광경화성 폴리머는 자외선이 투과하지 않기 때문에, 경화되지 않고 액체 상태로 있게 되며, 이러한 액상의 폴리머는 후술되는 세정공정에 의해 제거됨으로써 잔류막으로 남아있지 않게 된다.In the above, portions that prevent ultraviolet rays from being transmitted are, for example, between the micro lenses 20, between the spacers 30, and between the micro lenses 20 and the spacers 30. Therefore, the photocurable polymer located between the microlenses 20, the spacers 30, and the microlens 20 and the spacer 30 is not cured and is not cured because the ultraviolet rays do not transmit. This liquid polymer is removed by the cleaning process described later so that it does not remain as a residual film.

상기와 같은 자외선 마스킹 레이어 패턴(40)으로는 Cr, Ti 또는 Al 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 자외선 마스킹 레이어 패턴(40)은 도시예에서는 투명기판(10)의 하면에 형성된 예를 도시하고 있으나, 상기 자외선 마스킹 레이어 패턴(40)은 투명기판(10)의 상면, 즉 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30)가 형성된 동일면에 형성될 수도 있다.Cr, Ti, or Al may be used as the ultraviolet masking layer pattern 40 as described above. In addition, although the ultraviolet masking layer pattern 40 is an example formed on the lower surface of the transparent substrate 10 in the illustrated example, the ultraviolet masking layer pattern 40 is an upper surface of the transparent substrate 10, that is, a micro lens ( 20 and the spacer 30 may be formed on the same surface.

또한, 도면에서는 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30)들이 투명기판(10)의 일측면에 형성된 예를 도시하고 있으나, 투명기판(10)의 양측면에 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30)들이 형성될 수도 있다.In addition, the drawing shows an example in which the microlens 20 and the spacers 30 are formed on one side of the transparent substrate 10, but the microlens 20 and the spacers 30 are formed on both sides of the transparent substrate 10. It may be formed.

한편, 자외선 경화 성형을 위한 광경화성 폴리머는 재료의 구성 성분 및 조성비에 따라 유리계열의 재료와 접착성을 갖기도 하며 이형성을 갖기도 한다. 상기 자외선 경화 성형을 통한 마이크로 렌즈 어레이 성형을 위해서는 상부의 몰드(50)와는 이형성이 높아야 하며 하부의 투명기판(10)과는 접착성이 높아야 한다. 이를 위해 필요에 따라 몰드(10)에 이형제를 스핀코팅 및 딥핑방법으로 코팅할 있으며, 투명기판(10)에는 접착성을 높여주는 재료를 코팅할 수도 있다.On the other hand, the photocurable polymer for UV curing molding may have adhesiveness and release property of the glass-based material according to the component and composition ratio of the material. In order to form the micro lens array through the UV curing molding, the mold release property of the upper mold 50 must be high and the adhesiveness of the transparent substrate 10 of the lower mold 50 must be high. To this end, a mold release agent may be coated on the mold 10 by spin coating and dipping as needed, and a transparent substrate 10 may be coated with a material to improve adhesiveness.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 마이크로 렌즈 어레이를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a micro lens array according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 자외선 마스킹 어레이 패턴(40)에 의해 자 외선이 투과하는 부분과 투과하지 않는 부분으로 구획된 투명기판(10)을 준비한다. 이 준비된 투명기판(10) 위에 필요한 부분 또는 전체적으로 자외선에 반응하여 경화되는 광경화성 폴리머(P)를 도포한다.First, as shown in FIG. 3A, a transparent substrate 10 partitioned into a portion through which ultraviolet rays pass and a portion not through the ultraviolet masking array pattern 40 is prepared. On the prepared transparent substrate 10 is applied a photocurable polymer (P) which is cured in response to the required portion or as a whole ultraviolet rays.

그런 다음, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 형성하고자 하는 구조물에 대응하는 음각 형상을 가지는 몰드(50)를 이용하여 투명기판(10) 위에 도포된 광경화성 폴리머(P)를 압착하여 다수의 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30) 모양을 만든다. 이어서 투명기판(10)의 하부로부터 자외선을 조사하여 광경화성 폴리머를 경화시킨다. 이 때, 자외선은 투명기판(10)의 자외선 마스킹 레이어 패턴(40)이 형성된 부분에서는 투과되지 못한다. 이에 따라 광경화성 폴리머는 마이크로 렌즈(20) 및 스페이서(30) 부분은 경화되나 그들 사이, 즉 종래의 잔류막으로 형성되는 부분은 경화되지 않고 액체상태로 남아 있게 된다.3B, the photocurable polymer P applied on the transparent substrate 10 is pressed using a mold 50 having an intaglio shape corresponding to the structure to be formed to form a plurality of micro lenses. 20) and spacer 30 shape. Subsequently, ultraviolet rays are irradiated from the lower part of the transparent substrate 10 to cure the photocurable polymer. At this time, the ultraviolet ray is not transmitted through the portion where the ultraviolet masking layer pattern 40 of the transparent substrate 10 is formed. Accordingly, in the photocurable polymer, the portion of the microlens 20 and the spacer 30 is cured, but the portion between them, that is, the portion formed of the conventional residual film, remains uncured and remains in the liquid state.

이후, 몰드(50)를 분리하면, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 투명기판(10) 위에는 다수의 마이크로 렌즈(20)들과 스페이서(30)가 경화된 상태로 형성되며, 그들 사이에는 액상의 폴리머(P)가 존재하는 마이크로 렌즈 어레이가 만들어진다.Subsequently, when the mold 50 is separated, as illustrated in FIG. 3C, the plurality of micro lenses 20 and the spacer 30 are formed on the transparent substrate 10 in a cured state, and a liquid polymer is formed therebetween. A micro lens array in which (P) is present is made.

상기와 같은 마이크로 렌즈 어레이를 세정하면, 액상으로 있던 폴리머가 제거됨으로써 최종적으로, 도 3d에 나타낸 바와 같은 마이크로 렌즈 어레이가 만들어지게 된다. 도 3d에 의하면, 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이는 마이크로 렌즈(20)들 사이 및 스페이서(30)들 사이에 잔류막이 제거된 것을 알 수 있다. 여기서, 상기 세정공정은 IPA, 에탄올, 메탄올, 아세톤 또는 물을 이용하여 실시할 수 있다. 액상의 폴리머이기 때문에 상기와 같은 세정액으로 매우 쉽게 제거 가능하다.When the microlens array is washed as described above, the polymer in the liquid phase is removed, and finally, the microlens array as shown in FIG. 3D is produced. Referring to FIG. 3D, it can be seen that the microlens array of the present invention has a residual film removed between the microlenses 20 and the spacers 30. Here, the washing step may be performed using IPA, ethanol, methanol, acetone or water. Since it is a liquid polymer, it can be removed very easily by the above-mentioned cleaning liquid.

상기와 같이, 투명기판(10)에 불필요한 잔류막이 존재하지 않기 때문에, 잔류막에 의한 잔류응력이나 투명기판(10)의 휨 현상을 최소화시킬 수 있다.As described above, since the unnecessary residual film does not exist in the transparent substrate 10, the residual stress due to the residual film and the warpage phenomenon of the transparent substrate 10 can be minimized.

상기와 같은 본 발명에 의한 마이크로 렌즈 어레이는 도 4와 같이 기판(10)(10')끼리 혹은 이미지 센서 칩과 적층하는 후속 공정을 큰 정렬 오차없이 수행할 수 있고, 결과적으로 양호한 해상도를 가지는 카메라 모듈을 제작할 수 있다.As described above, the microlens array according to the present invention can perform a subsequent process of stacking the substrates 10 and 10 'with each other or with an image sensor chip as shown in FIG. Modules can be built.

이상, 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것일 뿐 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.The present invention has been described above by way of example. The terminology used herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting. Many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. Accordingly, unless otherwise indicated, the invention may be practiced freely within the scope of the claims.

도 1a 내지 1c는 일반적인 마이크로 렌즈 어레이 제조 공정을 보여주는 단면도,1A to 1C are cross-sectional views illustrating a general microlens array manufacturing process;

도 2는 일반적인 방법에 의해 제조된 2개의 마이크로 렌즈 어레이를 적층한 상태를 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing a state in which two micro lens arrays manufactured by a general method are stacked;

도 3a 내지 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조 공정을 나타낸 단면도, 그리고,3A to 3D are cross-sectional views illustrating a microlens array manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 방법에 의해 제조된 2개의 마이크로 렌즈 어레이를 적층한 상태를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a state in which two micro lens arrays manufactured by the method of the present invention are stacked.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10;투명기판 20;마이크로 렌즈10; transparent substrate 20; microlens

30;스페이서 40;자외선 마스킹 레이어 패턴30; spacer 40; UV masking layer pattern

50;몰드 60;자외선50; mold 60; ultraviolet ray

Claims

Transparent substrate; And a plurality of micro lenses arranged on one side or both sides of the transparent substrate by UV replication.

And an ultraviolet masking layer for blocking ultraviolet light transmission in portions corresponding to neighboring microlenses of the transparent substrate, respectively.

The method of claim 1,

The transparent substrate is a micro lens array, characterized in that composed of any one selected from glass, quartz, cured polymer.

The method of claim 1,

The ultraviolet masking layer is a micro lens array, characterized in that composed of any one selected from Cr, Ti, Al.

The method of claim 1,

The ultraviolet masking layer is a micro lens array, characterized in that present on the transparent substrate surface or the opposite surface on which the micro lens is disposed.

A transparent substrate partitioned into an ultraviolet transmission region and an opaque region by a plurality of ultraviolet masking layer patterns;

A plurality of micro lenses disposed by being replicated with ultraviolet rays in the ultraviolet transmission region of the transparent substrate; And

And a plurality of spacers disposed between the micro lenses.

The method of claim 5, wherein

The plurality of spacers are micro-lens array formed by UV replication with the plurality of micro lenses.

The method of claim 6,

The plurality of ultraviolet masking layer patterns are disposed in a portion where the plurality of micro lenses and spacers are not disposed.

The method of claim 6,

The transparent substrate is a micro lens array of any one selected from glass, quartz, cured polymer.

The method of claim 6,

The ultraviolet masking layer is a micro lens array composed of any one selected from Cr, Ti, Al.

The method of claim 6,

The ultraviolet masking layer is a micro lens array on the transparent substrate surface or the opposite surface on which the micro lens and the spacer are disposed.

Preparing a transparent substrate on which an ultraviolet masking layer pattern is formed;

Applying a photocurable polymer that cures in response to ultraviolet rays to a required portion or all of the transparent substrate;

Pressing the photocurable polymer using a mold having a structure shape to be formed;

Curing only the structure to be formed by selectively irradiating ultraviolet rays to the transparent substrate using the ultraviolet masking layer pattern; And

Separating the mold and removing the uncured residual photocurable polymer.

The method of claim 11,

Removing the residual photocurable polymer, the microlens array using IPA, ethanol, methanol, acetone or water.

The method of claim 11,

And forming the ultraviolet masking layer pattern on a surface on which the structure of the transparent substrate is formed or on the opposite surface of the transparent substrate.

The method of claim 11,

A method of manufacturing a micro lens array using a transparent substrate made of glass, quartz or cured polymer.

The method of claim 11,

The ultraviolet masking layer pattern is a micro lens array manufacturing method using Cr, Ti or Al.

The method according to any one of claims 11 to 15,

And the structure includes a plurality of micro lenses and a plurality of spacers disposed between neighboring micro lenses.