CN105431284A - 透镜构件的制造方法及透镜构件、曲面形状图案的制造方法以及曲面形状图案形成用树脂膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在任意的基板上形成所希望的透镜形状的透镜构件的制造方法,以及由此得到的透镜构件和曲面形状图案。进而提供能够形成透镜的曲面形状图案形成用树脂膜。一种透镜的制造方法,其具有:工序A,形成包含基板、配置于基板上的曲面形状形成用树脂层和配置于基板与曲面形状形成用树脂层之间的柱状构件形成用树脂层的层叠体;工序B,将所述柱状构件形成用树脂层和所述曲面形状形成用树脂层蚀刻,在基板上形成包含所述柱状构件和所述曲面形状形成用构件的柱状层叠部;以及工序C,加热所述曲面形状形成用构件,以使其受热下垂而形成透镜。
Description
技术领域
本发明涉及透镜构件的制造方法、由此得到的透镜构件、曲面形状图案的制造方法、能够形成透镜等的曲面形状图案形成用树脂膜。
背景技术
在IC技术、LSI技术中,为了提高工作速度、集成度,进行了将电配线基板中的电配线的一部分替换为光纤、光波导等光配线,并且利用光信号代替电信号。
例如,专利文献1中公开了在表面上具备光学元件的IC芯片的上方设置光波导膜,在这些IC芯片与光波导膜之间进行光通信。然而,如专利文献1那样在具备光学元件这样的光通信单元的基板与光波导这样的光通信单元之间进行光通信时,存在如下问题:如果没有以高精度将这些光通信单元彼此进行位置对准而安装,则无法进行光通信;如果不聚光,则光损耗(信号强度)会减小。
为了解决该问题,进行了在基板表面上设置微透镜的操作。
例如,专利文献2中公开了在透明基板的表面上设置有微透镜的带透镜基板。为了制造该带透镜基板,在透明基板的表面上形成感光性树脂抗蚀剂并且在基板的背面形成具有开口部的遮光膜。接着,从遮光膜侧照射光,将感光性树脂抗蚀剂中存在于与遮光膜的开口部相对位置的部分曝光后进行显影,形成圆柱状的抗蚀剂结构物。然后,加热该抗蚀剂结构物,使抗蚀剂结构物的表面受热下垂(熱だれ),从而制造微透镜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-11210号公报
专利文献2:日本特开2004-361858号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如专利文献2那样在基板表面上形成透镜时,存在如下问题:由于基板表面的微细凹凸、基板表面与透镜构件形成材料的表面张力差异,透镜构件的形状会有差异,或者无法以窄间距形成透镜构件。该问题不仅存在于利用受热下垂的透镜中,在向基板上滴加液滴树脂来形成透镜构件的情况、在制作了透镜形状的抗蚀剂后通过各向异性蚀刻在基板本身上形成透镜构件的情况下也同样是问题。此外,作为其他透镜构件,还有通过注射成型使凸透镜从基座突出的微透镜,但在该情况下,基座越厚,透镜构件就越厚,存在如果将基板与透镜构件复合则厚度会变厚的问题。
本发明为了解决上述课题而进行,其目的在于,提供能够在任意基板上形成所希望的透镜形状的透镜构件的制造方法、由此得到的透镜构件、曲面形状图案的制造方法、能够形成透镜的曲面形状图案形成用树脂膜。
用于解决课题的方法
本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过如下的透镜构件的制造方法,能够解决上述课题,由此完成了本发明,该透镜构件的制造方法具有:工序A,形成包含基板、配置于该基板上的曲面形状形成用树脂层和配置于该基板与该曲面形状形成用树脂层之间的柱状构件形成用树脂层的层叠体;工序B,对所述柱状构件形成用树脂层和所述曲面形状形成用树脂层进行蚀刻,在所述基板上形成包含柱状构件和曲面形状形成用构件的柱状层叠部;以及工序C,加热所述曲面形状形成用构件,以使其受热下垂而形成透镜。
即,本发明提供以下的[1]~[11]。
[1]一种透镜构件的制造方法,具有:
工序A,形成包含基板、配置于该基板上的曲面形状形成用树脂层和配置于该基板与该曲面形状形成用树脂层之间的柱状构件形成用树脂层的层叠体;
工序B,对所述柱状构件形成用树脂层和所述曲面形状形成用树脂层进行蚀刻,在所述基板上形成包含柱状构件和曲面形状形成用构件的柱状层叠部;以及
工序C,加热所述曲面形状形成用构件,以使其受热下垂而形成透镜。
[2]如[1]所述的透镜构件的制造方法,所述曲面形状形成用树脂层为感光性的树脂层。
[3]如[1]或[2]所述的透镜构件的制造方法,所述柱状构件形成用树脂层为感光性的树脂层。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的透镜构件的制造方法,所述工序B中,通过曝光将所述曲面形状形成用树脂层光固化后,对所述柱状构件形成用树脂层和所述曲面形状形成用树脂层进行蚀刻。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的透镜构件的制造方法,所述工序B中,在所述曲面形状形成用树脂层曝光的同时将所述柱状构件形成用树脂层曝光,从而将所述柱状构件形成用树脂层光固化。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的透镜构件的制造方法,所述曲面形状形成用树脂层和/或所述柱状构件形成用树脂层为由干膜形成的树脂层。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的透镜构件的制造方法,所述基板为透明基板。
[8]一种透镜构件,通过上述[1]~[7]中任一项所述的制造方法得到。
[9]一种曲面形状图案的制造方法,具有上述[1]~[7]中任一项所述的透镜构件的制造方法中的所述工序A和所述工序B,并使通过所述工序B形成的所述曲面形状形成用构件受热下垂,在所述曲面形状形成用构件形成曲面形状。
[10]一种曲面形状图案形成用树脂膜,包含含有曲面形状形成用树脂层和柱状构件形成用树脂层的层叠体。
[11]如[10]所述的曲面形状图案形成用树脂膜,在所述曲面形状形成用树脂层侧具有支撑膜,和/或在所述柱状构件形成用树脂层侧具有保护膜。
发明的效果
根据本发明的透镜构件的制造方法,能够在任意基板上形成所希望的透镜形状。此外,由此得到的透镜构件和曲面形状图案的曲面形状是所希望的良好形状。进而,根据本发明,可以得到能够形成所希望形状的透镜的曲面形状图案形成用树脂膜。
附图说明
图1为表示本发明的透镜构件的制造方法的一个实施方式的立体图。
图2为表示本发明的透镜构件的制造方法的一个实施方式的截面图。
具体实施方式
[透镜构件]
本发明的一个实施方式中的透镜构件,在基板1上具有从基板1表面突出的柱状构件3,在该柱状构件3上具备具有弯曲凸面的透镜6a。
根据本发明的一个实施方式中的透镜构件的制造方法,在基板1与透镜6a之间设有柱状构件3,透镜6a没有直接设置在基板1上。由此,即使存在基板1表面的微细凹凸等表面状态、基板1表面与透镜形成材料的表面张力的差异,它们也不会影响透镜6a的形成。因此,能够形成固定形状、固定厚度的透镜。此外,由于在柱状构件3上形成透镜6a,因此还能够抑制透镜中心位置偏离。进而,通过适宜地调节柱状构件3的高度,能够在维持透镜形状的同时,任意地调节距离基板1表面的透镜高度(图1、图2的实施方式)。
如此构成的透镜构件,例如在与透镜6a相对的位置和与基板1相对的位置分别配置发光元件、受光元件、光波导等光学构件,供进行光通信。
例如,从存在于与该基板1相对位置的发光元件发出的光信号,在通过柱状构件3和透镜6a后,由凸透镜面聚光,照射至存在于与透镜6a相对位置的受光元件。由此,能够以少的光损耗来进行光通信。
[曲面形状图案]
本发明的一个实施方式中的曲面形状图案7是指在基板1上形成的具有曲面的图案,包含柱状构件3和形成于柱状构件3上的具有曲面形状的构件(相当于透镜6a)。本发明的一个实施方式中的透镜构件的透镜和柱状构件也是曲面形状图案的一种(一部分)。
作为本发明的一个实施方式中的曲面形状图案的、透镜和柱状构件之外的例子,有光波导。如果将包含折射率低的包覆层(相当于柱状构件3)和折射率高的芯层(相当于透镜6a)的光波导形成为直线状,则光波导的光轴截面形状成为接近于圆的形状。由此,能够得到与例如截面为圆形的光纤、受发光部为圆形的光电二极管、激光二极管的耦合损耗低的光波导。作为另一光波导的例子,有在包覆层上具有折射率比包覆层高的包覆层(相当于柱状构件3)和芯层(相当于透镜6a)的光波导。其也能够得到同样的效果。
此外,作为另一曲面形状图案7的例子,有镀覆抗蚀剂。电配线如下制作:例如,在基板1上形成导电层,形成曲面形状图案7作为镀覆抗蚀剂,进行电镀,形成电配线后,除去基板和导电层,进一步除去镀覆抗蚀剂。此时,通过将曲面形状图案7作为镀覆抗蚀剂来使用,具有与截面为矩形的镀覆抗蚀剂相比容易除去镀覆抗蚀剂这样的优点。
[曲面形状图案形成用树脂膜]
通过使用本发明的一个实施方式中的、包含含有曲面形状形成用树脂层4和柱状构件形成用树脂层2的层叠体的曲面形状图案形成用树脂膜,能够容易地形成本发明的一个实施方式中的透镜构件和本发明的一个实施方式中的曲面形状图案。本发明的一个实施方式中的曲面形状图案形成用树脂膜,只要含有因热而产生受热下垂的曲面形状形成用树脂层4和不会因热而产生受热下垂的柱状构件形成用树脂层2即可。也可以是如下层叠体:通过光、热等使产生受热下垂的曲面形状形成用树脂层4的一面变质,以使其不产生受热下垂,形成柱状构件形成用树脂层2而制作的层叠体。优选通过将一方树脂层的树脂涂布于另一方树脂层上或将一方树脂层贴合于另一方树脂层来制造曲面形状图案形成用树脂膜。由此,曲面形状图案形成用树脂膜的厚度控制变得容易。
优选在上述层叠体的曲面形状形成用树脂层4侧层叠具备支撑膜5。由此,层叠体的操作容易,并且即使隔着支撑膜5密合光掩模来进行曝光,也能够不污染光掩模而曝光。从上述观点出发,支撑膜5优选对曝光具有不妨碍由曝光进行图案化程度的透明性。此外,优选在上述层叠体的柱状构件形成用树脂层2侧层叠具备保护膜。由此,能够抑制树脂表面的污染。此外,支撑膜5和保护膜优选使用厚度、材质彼此不同的膜。由此,能够容易地判断曲面形状图案形成用树脂膜中的曲面形状形成用树脂层4侧和柱状构件形成用树脂层2侧的朝向。此外,优选从曲面形状形成用树脂层4剥离支撑膜5时的剥离力强于从柱状构件形成用树脂层2剥离保护膜时的剥离力。由此,能够容易地剥离保护膜,从而能够容易地使贴合侧的柱状构件形成用树脂层2露出,弄错贴合方向的机会减少。剥离力的强弱通过同时拉拽支撑膜5和保护膜并根据层叠体残留在哪一张膜能够判断,优选留在支撑膜5侧。
另外,本发明的一个实施方式中,曲面形状形成用构件指蚀刻后且受热下垂之前的曲面形状形成用树脂层,透镜指具有使光的角度变化而抑制光扩散,或者校准或聚光的功能的部位。透镜构件指具有透镜功能的构件整体(带有基板1的透镜)。
接着,对透镜构件和曲面形状图案的制造方法进行说明。
[工序A]
在本发明一个实施方式的透镜构件的制造方法中的工序A中,形成包含基板1、配置于基板1上的曲面形状形成用树脂层4和配置于基板1与曲面形状形成用树脂层4之间的柱状构件形成用树脂层2的层叠体。层叠体的形成方法没有特别限定,层叠体的形成方法可举出下述方法:使用缺角轮涂布机、模涂机、旋涂机等在基板1上依次涂布清漆状的柱状构件形成用树脂层2和清漆状的曲面形状形成用树脂层4的方法;使用辊式层压机、真空辊式层压机、真空层压机、常压压机、真空压机等在基板1上依次层叠膜状的柱状构件形成用树脂层2(干膜)和膜状的曲面形状形成用树脂层4(干膜)的方法;在基板1上层叠膜状的柱状构件形成用树脂层2(干膜)后,将清漆状曲面形状形成用树脂层4涂布于膜状的柱状构件形成用树脂层2(干膜)上的方法;在基板1上涂布清漆状的柱状构件形成用树脂层2而形成柱状构件形成用树脂层2后,在柱状构件形成用树脂层2上层叠膜状的曲面形状形成用树脂层4(干膜)的方法;预先形成柱状构件形成用树脂层2与曲面形状形成用树脂层4的层叠体后,通过上述方法以层叠体的柱状构件形成用树脂层2侧与基板1粘接的方式进行层叠的方法等。
在上述方法中,优选层叠膜状的柱状构件形成用树脂层2和膜状的曲面形状形成用树脂层4的方法。因为无需涂布清漆之后的干燥工序。更优选的方法是,预先形成柱状构件形成用树脂层2与曲面形状形成用树脂层4的层叠体之后,以层叠体的柱状构件形成用树脂层2侧与基板1粘接的方式进行层叠的方法,通过该方法,能够减少对基板1的层叠次数。
[工序B]
在本发明一个实施方式的透镜构件的制造方法中的工序B中,对柱状构件形成用树脂层2和曲面形状形成用树脂层4优选同时进行蚀刻,在基板1上形成包含柱状构件3和曲面形状形成用构件6b的层叠体(柱状层叠部)。
作为蚀刻的方法,可举出RIE(反应离子蚀刻(ReactiveIonEtching))等干式蚀刻,使用溶剂、碱溶液对树脂进行溶解、溶胀去除的湿式蚀刻等。例如,在进行干式蚀刻或湿式蚀刻之前,在柱状构件形成用树脂层2和曲面形状形成用树脂层4上形成不被蚀刻或不容易被蚀刻的蚀刻抗蚀剂图案。然后,除去没有蚀刻抗蚀剂图案的部分的柱状构件形成用树脂层2、曲面形状形成用树脂层4,然后除去蚀刻抗蚀剂图案。进行湿式蚀刻时,柱状构件形成用树脂层2和曲面形状形成用树脂层4使用能够通过溶液、碱溶液进行蚀刻的树脂为佳。
作为另一湿式蚀刻的方法,存在如下方法:用活性光线将柱状构件形成用树脂层2和曲面形状形成用树脂层4的形成柱状层叠部的部位光固化,进行湿式蚀刻。此时,如果至少曲面形状形成用树脂层4是感光性的树脂层,则曲面形状形成用构件6b可以代替蚀刻抗蚀剂而形成柱状构件3与曲面形状形成用构件6b的柱状层叠部。如果使用该方法,则无需在曲面形状形成用树脂层4上形成蚀刻抗蚀剂图案的工序、除去蚀刻抗蚀剂图案的工序,因而优选。更优选柱状构件形成用树脂层2也是感光性的树脂层。由此,柱状构件形成用树脂层中通过蚀刻除去的未固化部与形成柱状构件3的光固化部的对比变得明显,能够抑制柱状构件3的侧面被削掉,容易得到同一形状的柱状构件3与曲面形状形成用构件6b的柱状层叠部。此时,进一步优选将柱状构件形成用树脂层2和曲面形状形成用树脂层4同时曝光。由此能够简化曝光工序,能够使柱状构件3与曲面形状形成用构件6b无位置偏离地形成柱状层叠部。
[工序C]
在本发明一个实施方式的透镜构件的制造方法中的工序C中,加热曲面形状形成用构件6b,以使其受热下垂而形成透镜6a或曲面形状图案7(透镜6a与柱状构件3的层叠图案)。由于曲面形状形成用构件6b形成在柱状构件3上,因此即使产生受热下垂而导致粘度降低,也会因表面张力而留在柱状构件3上。由此,能够不依赖于基板1的种类、表面粗糙度而良好地得到透镜6a或曲面形状图案7。关于产生受热下垂的温度,只要是曲面形状形成用构件6b的粘度降低并形成曲面的温度则没有特别限定,优选为40℃~270℃,更优选为80℃~230℃。从维持透镜6a、柱状构件3的透明性的观点出发,进一步优选为80℃~180℃。也可以在产生受热下垂后为了将透镜6a和柱状构件3固化而加热,可以是与上述相同的温度,也可以是其以上的温度,但从维持透镜6a、柱状构件3的透明性的观点出发,优选为80℃~180℃。
接着,对透镜和曲面形状图案的各构件进行说明。
[基板]
作为基板的材料,没有特别限制,可以举出例如玻璃环氧树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板、硅基板、塑料基板、金属基板、带有树脂层的基板、带有金属层的基板、树脂膜、电配线板等。作为树脂膜,合适的是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯,聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃,聚酰胺,聚碳酸酯,聚苯醚,聚醚硫化物、聚芳酯、液晶聚合物,聚砜,聚醚砜,聚醚醚酮,聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。
基板的厚度没有特别限制,从确保强度以及通过缩短光路减小光损耗的观点出发,基板的厚度优选为5μm~1mm,更优选为10μm~100μm。
光信号透过基板1时,只要采用能够透过所使用的光信号的基板1即可,例如,所使用的光信号是红外光时,使用透过红外光的树脂基板、硅基板等为佳。
[透镜]
作为透镜6a的材料,只要对光信号透明就没有特别限制,但从上述制造方法的观点出发,优选为感光性树脂组合物的固化物和/或热固性树脂组合物。
作为该感光性树脂组合物,优选含有(a)粘合剂聚合物、(b)具有乙烯性不饱和基的光聚合性不饱和化合物以及(c)光聚合引发剂。
透镜6a,通过使用液化后固化从而呈透镜形状的树脂组合物或液态的树脂组合物,能够在柱状构件3上使透镜中心位置不偏芯地形成,因此更加优选。液态状态的粘度低时,在柱状构件3上透镜中心自动地与柱状构件3中心进行位置对准。从以上观点出发,优选为球面、非球面等凸透镜形状。
通过光刻加工来形成透镜6a时,曲面形状形成用构件6b的厚度(柱状构件3上的曲面形状形成用构件6b的厚度)只要根据受热下垂后的透镜形状适宜地选择即可。
曲面形状图案的情况下也能够使用与上述同样的树脂组合物,但在不传播光的曲面形状图案的情况下不需要树脂的透明性。
[柱状构件]
作为柱状构件3,只要是能够形成在基板1上,在使曲面形状形成用构件6b产生受热下垂的温度下不产生受热下垂的材料即可。只要是光信号透过柱状构件3中时,柱状构件3对光信号波长透明的柱状构件3即可。作为柱状构件3的材料,没有特别限定,但从上述制造方法的观点出发,优选为感光性树脂组合物及其固化物,更优选为负型的感光性树脂组合物及其固化物。
能够通过任意地选择柱状构件3距基板1表面的高度来选择透镜6a的高度、曲面形状图案7的形状。距基板1表面的高度,根据想在柱状构件3上形成的曲面形状形成用构件6b的厚度(也可以为透镜6a的厚度)适宜地选择,如果大于或等于5μm,则能够确保透镜6a与基板1表面的距离,因此优选,如果小于或等于100μm,则厚度控制变得容易,因此优选。从所使用的曲面形状形成用树脂层的厚度控制的观点出发,更优选小于或等于50μm。
[透镜的适用例]
本发明一个实施方式中的透镜构件的透镜,能够用作将多个透镜配置于同一基板上的微透镜阵列。此外,作为另一适用例,能够用作将本发明一个实施方式中的透镜构件的透镜和光路转换镜在能够收发光信号的位置进行对准的带有透镜、镜的光波导,其为包含下部包覆层、芯图案、上部包覆层的光波导以及在光波导的芯图案光轴上具备光路转换镜的、设有光波导的光路转换镜的、带光路转换镜的光波导。通过具有透镜,能够将来自光纤、激光二极管等发光元件的光信号聚光、校准后向光波导传播,从而能够使耦合损耗变得良好。或者,通过透镜能够抑制来自光波导的光信号扩散,从而能够使与光纤、光电二极管等受光元件的耦合损耗变得良好。
实施例
以下,通过实施例进一步详细地说明本发明,但本发明不限于这些。
(实施例1)
通过下述步骤,制作图1、2所示的透镜构件,进行评价。
[柱状构件形成用树脂层的制作]
<(A)基础聚合物;(甲基)丙烯酸聚合物(A-1)的制作>
向具备搅拌机、冷却管、气体导入管、滴液漏斗和温度计的烧瓶中,称量46质量份的丙二醇单甲醚乙酸酯和23质量份的乳酸甲酯,一边导入氮气一边进行搅拌。使液温上升至65℃,经3小时滴加甲基丙烯酸甲酯47质量份、丙烯酸丁酯33质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯16质量份、甲基丙烯酸14质量份、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)3质量份、丙二醇单甲醚乙酸酯46质量份和乳酸甲酯23质量份的混合物,然后在65℃搅拌3小时,进而在95℃继续搅拌1小时,得到(甲基)丙烯酸聚合物(A-1)溶液(固体成分45质量%)。
(重均分子量的测定)
使用GPC装置(东曹株式会社制“SD-8022”、“DP-8020”、和“RI-8020”)测定(A-1)的重均分子量(标准聚苯乙烯换算),结果是3.9×104。另外,柱使用了日立化成株式会社制“GelpackGL-A150-S”和“GelpackGL-A160-S”(“Gelpack”为注册商标)
(酸值的测定)
测定A-1的酸值,结果是79mgKOH/g。另外,酸值是由中和A-1溶液所需要的0.1mol/L氢氧化钾水溶液量算出的。此时,将作为指示剂添加的酚酞从无色变成粉红色的点作为中和点。
<柱状构件形成用树脂清漆的调配>
一边搅拌一边混合:作为(A)基础聚合物的所述A-1溶液(固体成分45质量%)84质量份(固体成分38质量份)、作为(B)光固化成分的具有聚酯骨架的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制“U-200AX”)33质量份和具有聚丙二醇骨架的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制“UA-4200”)15质量份、作为(C)热固化成分的将六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯型三聚物用甲乙酮肟保护的多官能封端异氰酸酯溶液(固体成分75质量%)(住化拜尔聚氨酯株式会社制“SumidurBL3175”(“Sumidur”为注册商标))20质量份(固体成分15质量份)、作为(D)光聚合引发剂的1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(BASF公司制“IRGACURE2959”(“IRGACURE”为注册商标))1质量份、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(BASF公司制“IRGACURE819”)1质量份以及作为稀释用有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯23质量份。使用孔径2μm的聚四氟乙烯(POLYFLON)过滤器(ADVANTEC东洋株式会社制“PF020”)进行加压过滤后,减压脱泡,得到柱状构件形成用树脂清漆。
<柱状构件形成用树脂层(干膜)的制作>
使用涂布机(MultiCoaterTM-MC,株式会社Hirano-Tecseed制)将上述得到的柱状构件形成用树脂清漆涂布于作为支撑膜(与后述的曲面形状形成用树脂层层叠后作为保护膜使用)的PET膜(东洋纺株式会社制“COSMOSHINEA4100”(“COSMOSHINE”为注册商标),厚度50μm)的非处理面上,在100℃干燥20分钟后,贴附表面脱模处理PET膜(帝人杜邦膜株式会社制“PurexA31”(“Purex”为注册商标),厚度25μm)作为保护膜,得到柱状构件形成用树脂膜。
柱状构件形成用树脂层2(膜)的厚度能够通过调节涂布机的间隙而任意地调整,并记载于实施例中。实施例中所记载的柱状构件形成用树脂层2的膜厚为涂布干燥后的膜厚。
<曲面形状形成用树脂层(干膜)的制作>
向具备搅拌机、回流冷却机、非活性气体导入口和温度计的烧瓶中,加入丙二醇单甲醚乙酸酯190质量份,在氮气气氛下升温至80℃,一边将反应温度保持于80℃,一边经4小时均匀地滴加甲基丙烯酸10质量份、甲基丙烯酸正丁酯1质量份、甲基丙烯酸苄酯74质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯15质量份和2,2’-偶氮双(异丁腈)2.5质量份。滴加结束后,在80℃继续搅拌6小时,得到重均分子量为约30,000的粘合剂聚合物(a)的溶液(固体成分35质量%)。
接着,向粘合剂聚合物(a)的溶液(固体成分35质量%)200质量份(固体成分:70质量份)中,加入2,2-双(4-(二(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基)丙烷8质量份、β-羟乙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯22质量份、2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物2.1质量份、N,N’-四乙基-4,4’-二氨基二苯甲酮0.33质量份、巯基苯并咪唑0.25质量份、(3-甲基丙烯酰基丙基)三甲氧基硅烷8质量份、甲乙酮30质量份,使用搅拌机混合15分钟,制作曲面形状形成用树脂组合物溶液。
使用厚度为16μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为支撑膜5,利用缺角轮涂布机将上述得到的透镜构件形成用树脂组合物溶液均匀地涂布于支撑膜上,用100℃的热风对流式干燥机干燥3分钟,除去溶剂,形成曲面形状形成用树脂层4。关于本实施例中所使用的曲面形状形成用树脂层4(膜)的厚度,记载于实施例中。实施例中所记载的曲面形状形成用树脂层4的膜厚为涂布干燥后的膜厚。
接着,在所得曲面形状形成用树脂层4上,进一步贴合25μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为保护膜,制作曲面形状形成用树脂层4。
<曲面形状形成用树脂层、柱状构件形成用树脂层的层叠体的制作>
剥离上述得到的30μm厚的曲面形状形成用树脂层4和25μm厚的柱状构件形成用树脂层2各自的保护膜,使用辊式层压机(日立化成Techno-Plant株式会社制,HLM-1500),在压力0.4MPa、温度40℃、层压速度0.2m/分钟的条件下将树脂面彼此层压,制成曲面形状形成用树脂层、柱状构件形成用树脂层的层叠体。剥离各自的支撑膜后,层叠体残留在曲面形状形成用树脂层4侧的支撑膜5上。此时将柱状构件形成用树脂层2侧的支撑膜作为曲面形状形成用树脂层4、柱状构件形成用树脂层2的层叠体的保护膜。
[工序A]
剥离上述得到的曲面形状形成用树脂层4、柱状构件形成用树脂层2的层叠体的保护膜,配置于150mm×150mm的聚酰亚胺膜(聚酰亚胺:UPILEXRN(宇部日东化成株式会社制(“UPILEX”为注册商标)),厚度:25μm)上。然后,使用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制,MVLP-500(“MVLP”为注册商标)),抽真空至500Pa以下后,在压力0.4MPa、温度80℃、加压时间30秒钟的条件下加热压接,进行层压(参照图1(b)、图2(b))。
[工序B]
接着,隔着具有直径210μm的圆形开口部的负型光掩模,利用紫外线曝光机(机种名:EXM-1172、株式会社ORC制作所制),从支撑膜5侧照射0.3J/cm2的紫外线(波长365nm)。然后,剥离支撑膜5,使用显影液1.0质量%的碳酸钾水溶液进行蚀刻,在170℃干燥1小时,形成柱状构件3和曲面形状形成用构件6b的层叠体(参照图1(c)、图2(c))。
[工序C]
然后,在180℃加热1小时,使曲面形状形成用构件6b产生受热下垂,形成柱状构件3上的透镜6a(参照图1(d)、图2(d))。
[评价]
观察透镜6a,结果直径为210μm,截面形状为30μm高且曲率半径为200μm。柱状构件3侧的截面形状是距基板平面的高度为25μm高并且平坦。使用作为入射部用的GI50的多模用光纤,从柱状构件3侧入射850nm的光信号,对于在透镜6a侧作为受光部用设置的GI62.5的多模光纤,使光纤前端间距为100μm时,光传播损耗为0.45dB。使光纤前端间距为200μm时,为0.53dB,能够良好地传输光信号。
(实施例2)
剥离上述得到的25μm厚的柱状构件形成用树脂层2的保护膜,使用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制、MVLP-500),抽真空至500Pa以下后,在压力0.4MPa、温度80℃、加压时间30秒钟的条件下加热压接在150mm×150mm的聚酰亚胺膜(聚酰亚胺:UPILEXRN(宇部日东化成株式会社制),厚度:25μm)上。接着,剥离30μm厚的曲面形状形成用树脂层4的保护膜,使用上述真空层压机抽真空至500Pa以下后,在压力0.4MPa、温度80℃、加压时间30秒钟的条件下加热压接在剥离了支撑膜的柱状构件形成用树脂层2上。
曝光工序以后与实施例1同样地操作,形成柱状构件3上的透镜6a。
[评价]
观察透镜6a,结果直径为210μm,截面形状为30μm高且曲率半径为200μm。柱状构件3侧的截面形状是距基板平面的高度为25μm高并且平坦。使用作为入射部用的GI50的多模用光纤,从柱状构件3侧入射850nm的光信号,对于在透镜6a侧作为受光部用设置的GI62.5的多模光纤,使光纤前端间距为100μm时,光传播损耗为0.46dB。使光纤前端距离为200μm时,为0.51dB,能够良好地传输光信号。
(比较例1)
除了在实施例3中没有形成柱状构件3,将曲面形状形成用树脂层4的厚度设为25μm以外,用同样的方法制作带透镜基板。
[评价]
观察透镜6a,结果直径为250μm,截面形状为20μm高且曲率半径不均一。
符号说明
1.基板2.柱状构件形成用树脂层3.柱状构件4.曲面形状形成用树脂层5.支撑膜6a.透镜6b.曲面形状形成用构件7.曲面形状图案
Claims (11)
1.一种透镜构件的制造方法,具有:
工序A,形成包含基板、配置于该基板上的曲面形状形成用树脂层和配置于该基板与该曲面形状形成用树脂层之间的柱状构件形成用树脂层的层叠体;
工序B,对所述柱状构件形成用树脂层和所述曲面形状形成用树脂层进行蚀刻,在所述基板上形成包含柱状构件和曲面形状形成用构件的柱状层叠部;以及
工序C,加热所述曲面形状形成用构件,以使其受热下垂而形成透镜。
2.如权利要求1所述的透镜构件的制造方法,所述曲面形状形成用树脂层为感光性的树脂层。
3.如权利要求1或2所述的透镜构件的制造方法,所述柱状构件形成用树脂层为感光性的树脂层。
4.如权利要求1~3中任一项所述的透镜构件的制造方法,在所述工序B中,通过曝光将所述曲面形状形成用树脂层光固化后,对所述柱状构件形成用树脂层和所述曲面形状形成用树脂层进行蚀刻。
5.如权利要求1~4中任一项所述的透镜构件的制造方法,在所述工序B中,在将所述曲面形状形成用树脂层曝光的同时将所述柱状构件形成用树脂层曝光,从而将所述柱状构件形成用树脂层光固化。
6.如权利要求1~5中任一项所述的透镜构件的制造方法,所述曲面形状形成用树脂层和/或所述柱状构件形成用树脂层是由干膜形成的树脂层。
7.如权利要求1~6中任一项所述的透镜构件的制造方法,所述基板为透明基板。
8.一种透镜构件,通过权利要求1~7中任一项所述的制造方法得到。
9.一种曲面形状图案的制造方法,具有权利要求1~7中任一项所述的透镜构件的制造方法中的所述工序A和所述工序B,使通过所述工序B形成的所述曲面形状形成用构件受热下垂而对所述曲面形状形成用构件形成曲面。
10.一种曲面形状图案形成用树脂膜,包含含有曲面形状形成用树脂层和柱状构件形成用树脂层的层叠体。
11.如权利要求10所述的曲面形状图案形成用树脂膜,具有层叠于所述曲面形状形成用树脂层侧的支撑膜、和/或层叠于所述柱状构件形成用树脂层侧的保护膜。
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