JP2003287605A - 光学基板、その製造方法と製造装置、および光学装置 - Google Patents

光学基板、その製造方法と製造装置、および光学装置

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JP2003287605A
JP2003287605A JP2002089807A JP2002089807A JP2003287605A JP 2003287605 A JP2003287605 A JP 2003287605A JP 2002089807 A JP2002089807 A JP 2002089807A JP 2002089807 A JP2002089807 A JP 2002089807A JP 2003287605 A JP2003287605 A JP 2003287605A
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assembled monolayer
forming
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Atsushi Takakuwa
敦司 高桑
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光透過性基板の面上に薄膜パターンを効率良
く形成でき、基板の大面積化にも対応できる光学基板の
製造方法を目的とする。 【解決手段】 光透過性基板10上に、SAMsパター
ン22を形成する工程と、SAMsパターン22上にブ
ラックマトリクス24を形成する工程を有する光学基板
の製造方法であって、1枚の光透過性基板10上に形成
されるSAMsパターン22を複数の部分パターンに分
割して、各部分パターンをマイクロコンタクトプリンテ
ィングによりそれぞれ形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学基板、光学基
板の製造方法、光学基板の製造装置、および光学装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光透過性基板の面上にブラックマ
トリクス等の薄膜パターンを形成して光学基板を製造す
るには、フォトリソグラフィの技術を適用することが多
かった。フォトリソグラフィでは、薄膜の上にフォトレ
ジストの層を形成し、これを露光し、現像して、レジス
トパターンを形成する。そして、該レジストパターンを
エッチングマスクとして、前記薄膜をエッチングしてパ
ターニングする。その後、レジストパターンを除去す
る。図10(A)〜(E)は、従来のブラックマトリク
スを形成する方法を例示した工程図である。この例で
は、まず図10(A)、(B)に示すように、マイクロ
レンズアレイ12のレンズ面上に接着剤14を介して光
透過性基板10を取り付けた後、図10(C)に示すよ
うに、光透過性基板10の全面にブラックマトリクスを
形成する材料からなる薄膜13を形成する。次いで図1
0(D)に示すように、薄膜13上にレジストパターン
15を形成する。このレジストパターン15の形成は、
前記薄膜13上の全面にフォトレジスト層を形成し、そ
の上にフォトマスクを設けた状態で露光した後、現像す
ることによりフォトレジスト層をパターニングして行な
う。そして、レジストパターン15をエッチングマスク
として薄膜13をエッチングしてパターニングすること
により、図10(E)に示すようにパターン化された薄
膜13からなるブラックマトリクス13aが形成され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のフ
ォトリソグラフィを用いた方法では多くの工程を必要と
し、製造するのに長い時間を必要とした。また、通常は
1枚の光透過性基板10の面上にチップ複数個分の薄膜
パターンを形成し、最後に個々のチップ毎に切り分ける
方法が用いられるが、近年は、製造効率を上げるため
に、光透過性基板10を大面積化して、1枚の光透過性
基板10の面上に形成するチップの個数を増大させるこ
とが要望されている。本発明は上記事情に鑑みてなされ
たもので、光透過性基板の面上に薄膜パターンを効率良
く形成することができ、基板の大面積化にも対応できる
光学基板の製造方法および製造装置、ならびにその方法
により得られる光学基板および光学装置を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の光学基板
の製造方法は、光透過性基板上に、自己組織化単分子層
のパターンを形成する工程と、前記自己組織化単分子層
のパターン上、または前記自己組織化単分子層のパター
ンが形成されていない領域の光透過性基板上のいずれか
に薄膜パターンを形成する工程を有する光学基板の製造
方法であって、1枚の光透過性基板上に形成される前記
自己組織化単分子層のパターンを複数の部分パターンに
分割して、各部分パターンをマイクロコンタクトプリン
ティングによりそれぞれ形成することを特徴とする。
【0005】この製造方法によれば、自己組織化単分子
層が、前記薄膜パターンを形成するための材料が優先的
に堆積される表面特性を有し、前記光透過性基板が、前
記自己組織化単分子層に比較して前記薄膜パターンを形
成するための材料が堆積され難い表面特性を有するよう
に構成して、前記自己組織化単分子層のパターン上に薄
膜パターンを少ない工程で、簡単に効率良く形成するこ
とができる。または、光透過性基板が、前記薄膜パター
ンを形成するための材料が優先的に堆積される表面特性
を有し、前記自己組織化単分子層が、前記光透過性基板
に比較して前記薄膜パターンを形成するための材料が堆
積され難い表面特性を有するように構成して、前記自己
組織化単分子層のパターンが形成されていない領域の光
透過性基板上に薄膜パターンを少ない工程で、簡単に効
率良く形成することができる。また、1枚の光透過性基
板上に形成される前記自己組織化単分子層のパターンを
複数の部分パターンに分割して、各部分パターンをマイ
クロコンタクトプリンティングによりそれぞれ形成する
ことにより、光透過性基板に多少の反りが生じていて
も、形状精度に優れた自己組織化単分子層のパターン
を、再現性良く形成することができる。従って、面積が
大きい領域に対しても、薄膜パターンを精度良く製造す
ることができるので、信頼性に優れた光学基板が得られ
る。また、光透過性基板の面全体に対して一括的に、マ
イクロコンタクトプリンティングで自己組織化単分子層
を形成する場合に比べて、製造装置の小型化を達成する
ことができるほか、材料の無駄を少なくして材料の使用
効率を向上させることができ、コストの削減を図ること
ができる。
【0006】本発明の第2の光学基板の製造方法は、光
透過性基板上に薄膜を形成する工程と、前記薄膜上に自
己組織化単分子層のパターンを形成する工程と、該自己
組織化単分子層のパターンをマスクとして前記薄膜をエ
ッチングする工程を有する光学基板の製造方法であっ
て、1枚の光透過性基板上に形成される前記自己組織化
単分子層のパターンを複数の部分パターンに分割して、
各部分パターンをマイクロコンタクトプリンティングに
よりそれぞれ形成することを特徴とする。
【0007】この製造方法によれば、自己組織化単分子
層のパターンからなるエッチングマスクをマイクロコン
タクトプリンティングにより形成することにより、従来
のレジストパターンからなるエッチングマスクを形成す
るための露光、現像工程が不要となるので、薄膜パター
ンを少ない工程数で効率良く形成することができる。ま
た、前記第1の光学基板の製造方法と同様に、部分パタ
ーンをマイクロコンタクトプリンティングによりそれぞ
れ形成することにより、面積が大きい領域に対して、形
状精度の高い自己組織化単分子層のパターンを再現性良
く形成することができるので、薄膜パターンを精度良く
製造することができるとともに、製造装置の小型化、材
料の使用効率の向上、およびコストの削減を図ることが
できる。
【0008】本発明の第3の光学基板の製造方法は、光
透過性基板上に、自己組織化単分子層のパターンを形成
する工程と、前記自己組織化単分子層のパターン上、ま
たは前記自己組織化単分子層のパターンが形成されてい
ない領域の光透過性基板上のいずれかに薄膜パターンを
形成する工程を有する光学基板の製造方法であって、前
記自己組織化単分子層のパターンを形成する工程におい
て、前記光透過性基板上に、放射線の照射によって前記
光透過性基板との結合が切れる性質を有する自己組織化
単分子層を形成した後、該自己組織化単分子層上にマス
クおよび放射線透過性を有する重し層を順に積層させた
状態で、前記自己組織化単分子層に対して放射線照射を
行なうことによって、該自己組織化単分子層をパターニ
ングするとともに、1枚の光透過性基板上に形成される
前記重し層を複数の部分重し層に分割して設け、該部分
重し層が設けられている領域に前記放射線の照射を行な
うことを特徴とする。
【0009】この製造方法によれば、自己組織化単分子
層が、前記薄膜パターンを形成するための材料が優先的
に堆積される表面特性を有し、前記光透過性基板が、前
記自己組織化単分子層に比較して前記薄膜パターンを形
成するための材料が堆積され難い表面特性を有するよう
に構成して、前記自己組織化単分子層のパターン上に薄
膜パターンを少ない工程で、簡単に効率良く形成するこ
とができる。または、光透過性基板が、前記薄膜パター
ンを形成するための材料が優先的に堆積される表面特性
を有し、前記自己組織化単分子層が、前記光透過性基板
に比較して前記薄膜パターンを形成するための材料が堆
積され難い表面特性を有するように構成して、前記自己
組織化単分子層のパターンが形成されていない領域の光
透過性基板上に薄膜パターンを少ない工程で、簡単に効
率良く形成することができる。また、自己組織化単分子
層をパターニングする際に、該自己組織化単分子層上に
マスクを積層させ、その上に、光透過性基板の面よりも
小面積の部分重し層を設けた状態で放射線照射を行なう
ことにより、光透過性基板の面全体と略同じ大きさの重
し層を用いる場合に比べて、マスクと自己組織化単分子
層との密着性が向上し、パターン形状の精度をより高め
ることができる。
【0010】本発明の第1〜第3の光学基板の製造方法
は、前記薄膜パターンによりブラックマトリクスを形成
するのに好適である。
【0011】本発明の光学基板の製造装置は、光透過性
基板を保持する保持手段と、該保持手段に保持された前
記光透過性基板の面に対向して設けられた、前記光透過
性基板の面よりも面積が小さいパターン形状を有するス
タンプと、該スタンプを自己組織化単分子層を形成し得
る溶液で濡らす手段と、前記スタンプと前記光透過性基
板との相対位置を該光透過性基板の面に平行な方向に移
動させる手段と、前記スタンプを前記光透過性基板の面
に接触させる手段を具備することを特徴とする。
【0012】この製造装置によれば、1枚の光透過性基
板上に形成される自己組織化単分子層のパターンを複数
の部分パターンに分割して、各部分パターンをマイクロ
コンタクトプリンティングによりそれぞれ形成する工程
を実施することができるので、面積が大きい領域に対し
て、形状精度に優れた自己組織化単分子層のパターンを
再現性良く形成することができる。また、スタンプの大
きさは、光透過性基板の面よりも小さくて済むので、装
置の小型化、材料の使用効率の向上、およびコストの削
減を図ることができる。
【0013】また本発明は、本発明の製造方法により得
られる光学基板、およびその光学基板を用いてなる光学
装置を提供するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1(A)〜(D)は、本発明の
第1の実施の形態に係る光学基板の製造方法を工程順に
説明する図である。図中符号10は光透過性基板であ
る。光透過性基板10は、少なくとも一方の面10aが
平坦面になっている。光透過性基板10は、一方の面1
0aを多数の領域に分け、各領域にそれぞれチップ構造
を形成した後、個々のチップ毎に切断されるものであ
る。例えば光透過性基板10は直径100mm〜300
mmの略円形で、1枚の光透過性基板10から矩形のチ
ップが例えば5個〜300個程度切り出される。
【0015】本実施の形態において、光透過性基板10
は、後述する自己組織化単分子層のパターン22に比較
して、後述するブラックマトリクス(薄膜パターン)2
4を形成するための材料が堆積されにくい表面特性を有
する。そのような表面特性を有する光透過性基板10と
して、ガラス、石英、ポリカーボネート、アクリル、ポ
リオレフィンなどを使用することができる。また、光透
過性基板10として、SiO2等の酸化物を使用しても
よい。本実施の形態では、まず、図1(A)および
(B)に示すように、光透過性基板10にマイクロレン
ズアレイ12が取り付けられる。その取り付けには、接
着剤14を使用することができる。本実施の形態では、
マイクロレンズアレイ12のレンズ面を光透過性基板1
0に向けて取り付けられているが、変形例として、その
逆であってもよい。あるいは、光透過性基板10の他方
の面に複数のレンズ面を形成してもよい。
【0016】次いで、図1(C)に示すように、光透過
性基板10の一方の面10a上であってブラックマトリ
クス24の形成領域(例えばマトリクス形状)16に、
自己組織化単分子層(Self-Assembled Monolayers)の
パターン(以下、SAMsパターンという)22を形成
する。これにより、SAMsパターン22に囲まれた領
域18は光透過性基板10の一方の面10aが露出した
状態となる。なお、ブラックマトリクス24は、液晶パ
ネルなどの表示装置において、隣同士の画素間に形成さ
れる遮光膜である。
【0017】SAMsパターン22は、後述するブラッ
クマトリクス24を形成するための材料が優先的に堆積
される表面特性を有する。かかるSAMsパターン22
を構成する物質として、アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロ
ピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチルジ
エトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシランな
どを使用することができる。
【0018】本実施の形態では、SAMsパターン22
は、マイクロコンタクトプリンティングにより形成され
る。マイクロコンタクトプリンティングを用いてSAM
sパターン22を形成するには、ポリジメチルシロキサ
ンなどで形成されたスタンプ20に、SAMsパターン
22を構成する物質を溶媒に溶かしてなる溶液をしみこ
ませた後、スタンプ20を光透過性基板10の一方の面
10aに接触させて、SAMsパターン22を構成する
物質を転写する。そして、SAMsパターン22を形成
する際には、図2に示すように、1枚の光透過性基板1
0上に形成すべきSAMsパターン22を複数の部分パ
ターン22aに分割し、1個のスタンプ20には1つの
部分パターン22aに対応する形状の凸部を設けて、該
スタンプ20を複数回、光透過性基板10上の異なる領
域に接触させることにより該光透過性基板10上にSA
Msパターン22を形成する。1枚の光透過性基板10
に対して複数個のスタンプ20を使用してもよい。1つ
の部分パターン22aは、1個〜複数個のチップに相当
するパターンとすれば、部分パターンと部分パターンと
の境目がチップ上に存在するのを避けることができるの
でより好ましい。1個のスタンプ20で形成される1つ
の部分パターン22aの大きさ(面積)が大きすぎる
と、光透過性基板10に反りが生じている場合などに部
分パターン22aの形状精度が悪くおそれがある。一
方、1つの部分パターン22aの大きさ(面積)が小さ
すぎると製造効率が悪くなるので、1cm2〜20cm2
程度の面積とするのが好ましい。
【0019】図3は、かかるSAMsパターン22の形
成に好適に用いられる装置の例を示したものである。図
中符号20はスタンプ、10は光透過性基板を示す。光
透過性基板10は保持手段220に保持されている。ス
タンプ20は光透過性基板10の一方の面10aに対向
するように設けられており、スタンプ位置制御機構23
0により、光透過性基板10の一方の面10aに垂直な
Z方向と、該Z方向に垂直なX方向およびY方向に移動
可能に構成されている。また、図示していないが、スタ
ンプ20を、例えばディッピング法やスピンコート法な
どの適宜の塗布方法により、SAMsパターン22を構
成する物質を含む溶液で濡らす手段が設けられている。
【0020】かかる構成の装置を用いて、マイクロコン
タクトプリンティングによりSAMsパターン22を形
成するには、まず、スタンプ20をSAMsパターン2
2を構成する物質を含む溶液で濡らした後、スタンプ位
置制御機構230により光透過性基板10をX方向およ
び/またはY方向に移動させて、スタンプ位置の上方に
位置させ、次いでZ方向に移動させてスタンプ20を光
透過性基板10に接触させる。さらに、スタンプ20を
X方向および/またはY方向に移動させて他のスタンプ
位置の上方に位置させた後、Z方向に移動させて光透過
性基板10に接触させる動作を繰り返す。また、この例
では、スタンプ20が2個設けられており、該2個のス
タンプ20の移動がそれぞれ独立して制御されるように
構成されている。
【0021】こうして、光透過性基板10上に形成され
たSAMsパターン22は、光透過性基板10の一方の
面10aに比べて、ブラックマトリクス24を形成する
ための材料が優先的に堆積される表面特性を有するの
で、図1(D)に示すように、SAMsパターン22上
に、ブラックマトリクス24を形成するための材料を選
択的に形成することができる。例えば、ブラックマトリ
クス24を無電解メッキで形成する場合には、まず触媒
(例えばパラジウム)をSAMsパターン22上に形成
する。そのために、SAMsパターン22は、該触媒が
優先的に堆積される表面特性を有し、光透過性基板10
は、該触媒が堆積されにくい表面特性を有するように、
SAMsパターン22および光透過性基板10の材料を
選択する。続いて、前記触媒を核として、メッキ材料
(例えばニッケル、クロム、白金、アルミニウム、銅、
金)を析出させて、ブラックマトリクス24を形成す
る。また、変形例として、ブラックマトリクス24の形
成には、化学的気相成長法(CVD)、物理的気相成長
法又は液相法を適用してもよい。その場合、SAMsパ
ターン22は、ブラックマトリクス24を構成する材料
(例えばニッケル、クロム、白金、アルミニウム、銅、
金)が優先的に堆積される表面特性を有し、光透過性基
板10は、ブラックマトリクス24を構成する材料が堆
積されにくい表面特性を有するように、SAMsパター
ン22および光透過性基板10の材料を選択する。
【0022】以上の工程によって、光透過性基板10の
一方の面10a上にブラックマトリクス24が形成さ
れ、他方の面側にマイクロレンズアレイ12が積層され
た光学基板が得られる。ブラックマトリクス24は、S
AMsパターン22上に形成されている。本実施の形態
の製造方法によれば、フォトリソグラフィやエッチング
の工程が不要であるため、簡単に効率良くブラックマト
リクス24を形成することができる。また、1枚の光透
過性基板10上に形成すべきSAMsパターン22を複
数の部分パターン22aに分割し、各部分パターン22
aをマイクロコンタクトプリンティングによりそれぞれ
形成するので、SAMsパターン22を再現性良く、ま
た信頼性良く形成することができる。従って、該SAM
sパターン22上に形成されるブラックマトリクス24
の形状精度が高くなる。さらに、比較的小面積の部分パ
ターン22aを備えたスタンプ20を用いるので、仮に
光過性基板10に多少の反りが生じている場合でも、ス
タンプ20と光透過性基板10との接触状態における面
内均一性が良好となり、SAMsパターン22の形状精
度に優れる。またスタンプ20の面積が小さいほど、S
AMsパターン22を構成する材料を含む溶液を無駄に
使用する量が少なくて済むので、材料の使用効率を向上
させることができ、コストの削減を図ることができる。
また、本実施の形態の製造装置によれば、スタンプ20
の面積を小さくすることができるので、スタンプ20に
SAMsパターン22を構成する物質を含む溶液で付与
するための手段も小さく構成することができ、製造装置
の小型化を図ることができる。
【0023】次に、本発明の製造方法の第2の実施の形
態を説明する。図4(A)〜(B)は、本発明の第2の
実施の形態に係る光学基板の製造方法を工程順に説明す
る図である。本実施の形態が前記第1の実施の形態と大
きく異なる点は、光透過性基板30が、後述するSAM
sパターン32に比較して、ブラックマトリクス24を
形成するための材料が優先的に堆積される表面特性を有
する点である。そのような表面特性を有する光透過性基
板30としては、還元剤を含んだガラス、SiNなどを
使用することができる。その他の内容について、光透過
性基板30には、第1の実施の形態で説明した光透過性
基板10の内容が該当する。なお、図4において図1と
同じ構成要素には同一の符号を付してその説明を省略す
ることがある。
【0024】本実施の形態では、前記第1の実施の形態
と同様にして、光透過性基板30にマイクロレンズアレ
イ12を取り付けた後、図4(A)に示すように、光透
過性基板30の一方の面30a上であって、ブラックマ
トリクス24の形成領域34を除く領域にSAMsパタ
ーン32を形成する。これにより、ブラックマトリクス
24の形成領域34は光透過性基板30の一方の面30
aが露出した状態となる。
【0025】本実施の形態のSAMsパターン32は、
光透過性基板30に比較して、ブラックマトリクス24
を形成するための材料が堆積され難い表面特性を有す
る。かかるSAMsパターン32を構成する物質とし
て、フッ化アルキルシラン、オクタデシルトリクロロシ
ラン、オクチルトリメトキシシランなどを使用すること
ができる。本実施の形態においても、SAMsパターン
32はマイクロコンタクトプリンティングにより形成さ
れる。本実施の形態におけるマイクロコンタクトプリン
ティング工程は、前記実施の形態1と同様の装置を用
い、同様の手順で行うことができる。ただし、SAMs
パターン32の形状および材料は上記の通りに変更す
る。
【0026】こうして、光透過性基板30上に形成され
たSAMsパターン32は、該SAMsパターン32の
表面に比べて、光透過性基板30の一方の面30aの方
が、ブラックマトリクス24を形成するための材料が優
先的に堆積される表面特性を有するので、図4(B)に
示すように、SAMsパターン32が形成されていない
領域に、ブラックマトリクス24を形成するための材料
を選択的に形成することができる。ブラックマトリクス
24を形成する工程は、前記第1の実施の形態と同様の
手順で行うことができる。ただし、本実施の形態では、
ブラックマトリクス24をSAMsパターン32上に形
成せず、光透過性基板30上に形成する。
【0027】以上の工程によって、光透過性基板30の
一方の面30a上にブラックマトリクス24が形成さ
れ、他方の面側にマイクロレンズアレイ12が積層され
た光学基板が得られる。光透過性基板30の一方の面3
0a上であってブラックマトリクス24が形成されてい
ない領域にはSAMsパターン32が形成されている。
このSAMsパターン32は、ブラックマトリクス24
形成後に除去してもよい。本実施の形態の製造方法によ
っても、フォトリソグラフィやエッチングの工程が不要
であるため、簡単に効率良くブラックマトリクス24を
形成することができるなど、前記第1の実施の形態と同
様の作用効果が得られる。
【0028】次に、本発明の製造方法の第3の実施の形
態を説明する。図5(A)〜(C)は、本発明の第3の
実施の形態に係る光学基板の製造方法を工程順に説明す
る図である。本実施の形態が前記第1の実施の形態と大
きく異なる点は、SAMsパターン22の下層に、ブラ
ックマトリクス24を形成する材料からなる薄膜24a
を形成しておき、SAMsパターン22をエッチングマ
スクとして用いる点である。図5において図1と同じ構
成要素には同一の符号を付してその説明を省略すること
がある。
【0029】まず、前記第1の実施の形態と同様にし
て、光透過性基板10にマイクロレンズアレイ12を取
り付けた後、図5(A)に示すように、光透過性基板1
0の一方の面の全面上に、ブラックマトリクス24を形
成する材料からなる薄膜24aを形成する。この薄膜2
4aの形成方法としては、スパッタリングや気相成長な
どを適用することができる。次に、図5(B)に示すよ
うに、薄膜24a上に、前記第1の実施形態と同様のマ
イクロコンタクトプリンティングにより、SAMsパタ
ーン22を形成する。SAMsパターン22は、ブラッ
クマトリクス24の形成領域に形成する。SAMsパタ
ーン22は、薄膜24aよりも高いエッチング耐性を有
することが必要である。そのため、SAMsパターン2
2を構成する物質として、オクタデシルトリメトキシシ
ラン、オクタデシルトリクロロシラン、トリデカフルオ
ロテトラヒドロオクチルトリエトキシシラン(フッ化ア
ルキルシラン)、フェニルトリクロロシランなどが使用
できる。
【0030】次いで、図5(C)に示すように、SAM
sパターン22をエッチングマスクとして、薄膜24a
をエッチングしてパターニングすることにより、ブラッ
クマトリクス24を形成する。薄膜24aのエッチング
は、ドライエッチングであってもウェットエッチングで
あってもよい。このようにして得られる光学基板におい
ては、ブラックマトリクス24上にSAMsパターン2
2が形成されている。このSAMsパターン22は、ブ
ラックマトリクス24形成後に除去してもよい。
【0031】本実施の形態の製造方法によれば、エッチ
ングマスクを形成するのにフォトリソグラフィやエッチ
ングの工程が不要であるため、従来より少ない工程数
で、簡単に、効率良くブラックマトリクス24を形成す
ることができる。また、1枚の光透過性基板10上に形
成すべきSAMsパターン22を複数の部分パターン2
2aに分割し、各部分パターン22aをマイクロコンタ
クトプリンティングによりそれぞれ形成するので、SA
Msパターン22を再現性良く、また信頼性良く形成す
ることができる。従って、該SAMsパターン22上に
形成されるブラックマトリクス24の形状精度が高くな
るなど、前記第1の実施の形態と同様の作用効果が得ら
れる。
【0032】次に、本発明の製造方法の第4の実施の形
態を説明する。図6(A)〜(C)は、本発明の第4の
実施の形態に係る光学基板の製造方法を工程順に説明す
る図である。本実施の形態が前記第1の実施の形態と大
きく異なる点は、SAMsパターン22をマイクロコン
タクトプリンティングによらず、光透過性基板10の全
面にSAMs層を形成した後、これをパターニングする
ことによって形成する点である。図6において図1と同
じ構成要素には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
【0033】まず、前記第1の実施の形態と同様にし
て、光透過性基板10にマイクロレンズアレイ12を取
り付けた後、図6(A)に示すように、光透過性基板1
0の一方の面の全面上に、SAMsパターン22を形成
する材料からなるSAMs層22bを形成する。SAM
s層22bを構成する材料は、紫外線などの放射線の照
射によって、光透過性基板10との結合が切れる性質を
有するものが用いられる。そのようなSAMs層22b
を構成する物質としては、アミノプロピルトリエトキシ
シラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプ
ロピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラ
ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニル
トリクロロシランなどが使用できる。
【0034】次いで、図6(B)に示すように、SAM
s層22b上に、フォトマスク40および重し層41を
順に積層させた状態で、SAMs層22bに対して放射
線を照射することによってSAMs層22bをパターニ
ングする。この場合、レジストを使用しないので、レジ
スト剥離は不要である。なお、本発明は、フォトレジス
ト工程を適用してSAMs層22bをパターニングする
ことを除外するものではない。本実施の形態においてS
AMs層22bは、ブラックマトリクス24を形成する
ための材料が優先的に堆積される表面特性を有するよう
に材料を選択する。そしてフォトマスク40は、ブラッ
クマトリクス24の形成領域以外の領域で放射線を透過
させるように構成し、放射線の照射により、SAMsパ
ターン22がブラックマトリクス24の形成領域上に残
るようにパターニングする。図中符号40aは放射線を
透過させない非透過部を示している。あるいは、SAM
s層22bが、光透過性基板10に比較して、膜24を
形成するための材料が堆積され難い表面特性を有するよ
うに構成してもよく、この場合には、SAMsパターン
22がブラックマトリクス24の形成領域を除く領域上
に残るようにフォトマスク40の非透過部40aの形状
を変更する。この場合のSAMs層22bを構成する物
質としては、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルト
リエトキシシラン(フッ化アルキルシラン)、オクタデ
シルトリメトキシシラン、オクタデシルトリクロロシラ
ンなどが使用できる。
【0035】重し層41は前記放射線を透過する材料で
構成され、例えばガラス板、石英等が用いられる。ま
た、フォトマスク40上に重し層41を設けて放射線を
照射する際には、図7に示すように、1枚の光透過性基
板10を複数の領域に分割し、1つの領域に対応する部
分重し層41aを、フォトマスク40上に1または複数
設けた状態で、該部分重し層41aが設けられている領
域に対して放射線を照射する。そして、部分重し層41
aを設ける位置を移動させて放射線を照射する操作を繰
り返すことにより、SAMs層22bの全領域に対して
パターンニングを行なう。1つの部分重し層41aを設
ける領域を、1個〜複数個のチップが形成される領域と
すれば、部分重し層41aと部分重し層41aとの境目
がチップ上に存在するのを避けることができるのでより
好ましい。1つの部分重し層41aの大きさ(面積)
は、大きすぎると、光透過性基板10に反りが生じてい
る場合などに、SAMs層22bのパターニング精度が
悪くなるおそれがあり、小さすぎると製造効率が悪くな
るので、1cm2〜20cm2程度とするのが好ましい。
【0036】このようにして、光透過性基板10上にS
AMsパターン22を形成した後、図6(C)に示すよ
うに、該SAMsパターン22上に、前記第1の実施の
形態と同様にしてブラックマトリクス24を形成する。
以上の工程によって、光透過性基板10の一方の面10
a上にブラックマトリクス24が形成され、他方の面側
にマイクロレンズアレイ12が積層された光学基板が得
られる。ブラックマトリクス24は、SAMsパターン
22上に形成されている。本実施形態の製造方法によれ
ば、フォトレジストパターンからなるエッチングマスク
を用いてパターニングする従来の方法に比べて、ブラッ
クマトリクス24を少ない工程数で、簡単に、効率良く
形成することができるほか、SAMs層22bをパター
ニングする際には、光透過性基板10よりも小面積の部
分重し層41aを用いることにより、大面積の重し層を
用いる場合に比べて、マスク40とSAMs層22bと
の密着性を向上させることができる。これにより、SA
Msパターン22の形状精度を向上させることができる
ので、SAMsパターン22上に形成されるブラックマ
トリクス24の形状精度が良好となる。
【0037】(光学装置)前記各実施の形態で得られた
光学基板は、必要に応じて、さらに透明電極等が形成さ
れ、各種の光学装置の構成に用いられる。図8は、本発
明に係る光学基板を有する光学装置の一例として液晶プ
ロジェクタの一部を示す図である。この液晶プロジェク
タは、光源としてのランプ70と、上述した方法により
製造された光学基板を組み込んだライトバルブ80とを
有する。光学基板は、光透過性基板82と、ブラックマ
トリクス86と、マイクロレンズアレイ84を有する。
また図中符号87は透明電極、88は配向膜、89は液
晶であり、90は基板、91は電極、92はTFT、9
3は配向膜である。この液晶プロジェクタによれば、ラ
ンプ70から照射された光が、各画素毎にマイクロレン
ズアレイにて集光するので、明るい画面を表示すること
ができる。
【0038】図9は、本発明を適用した他の光学装置を
示す図である。具体的には、この光学装置は撮像装置で
ある。撮像装置は、撮像素子(イメージセンサ)を有
し、撮像素子に光学基板が取り付けられている。光学基
板は、光透過性基板100を有する。光透過性基板10
0には、ブラックマトリクスとしての膜110が形成さ
れ、マイクロレンズアレイ120が取り付けられてい
る。撮像素子が2次元イメージセンサであれば、複数の
画素のそれぞれに対応して受光部(例えばフォトダイオ
ード)140が設けられている。撮像素子がCCD(Ch
arge Coupled Device)型の撮像素子であれば、転送部
150を有し、各画素の受光部140からの電荷を高速
で転送するようになっている。なお、対応しない画素か
ら受光部140に光が入射しないように遮光膜160を
形成してもよいし、層内レンズ170を形成してもよ
い。また、カラーの撮像素子には、カラーフィルタ18
0を設ける。
【0039】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、種々の変形が可能である。例え
ば、上述した各実施の形態においては、光学基板にマイ
クロレンズアレイを設けたが、用途によっては、これを
設けない構成とすることもできる。また、上述した各実
施の形態においては、薄膜パターンの例としてブラック
マトリクスを挙げて説明したが、これに限らず、光透過
性基板上に形成される各種の薄膜パターンの形成に本発
明を適用することが可能である。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、従来のフォトレジスト
パターンからなるエッチングマスクを用いて薄膜パター
ンを形成する方法に比べて、少ない工程数で、簡単に効
率良く光学基板を製造することができる。しかも、光透
過性基板に多少の反りが生じていても、良好な形状精度
で薄膜パターンを形成することができるので、光透過性
基板の大面積化にも対応することができ、信頼性の高い
光学基板および光学装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造方法の第1の実施形態を示す
工程図である。
【図2】 SAMsパターンの形成工程を説明するた
めの概略平面図である。
【図3】 本発明の製造装置の一実施形態を示す概略
構成図である。
【図4】 本発明の製造方法の第2の実施形態を示す
工程図である。
【図5】 本発明の製造方法の第3の実施形態を示す
工程図である。
【図6】 本発明の製造方法の第4の実施形態を示す
工程図である。
【図7】 SAMsパターンの形成工程を説明するた
めの概略平面図である。
【図8】 本発明の光学装置の第1の実施形態を示す
概略構成図である。
【図9】 本発明の光学装置の第2の実施形態を示す
概略構成図である。
【図10】 従来の光学基板の製造方法を示す概略構
成図である。
【符号の説明】
10 光透過性基板 12 マイクロレンズアレイ 22 自己組織化単分子層パターン(SAMsパター
ン) 24 ブラックマトリクス(薄膜パターン)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/14 H01L 27/14 D Fターム(参考) 2H042 AA09 AA26 BA04 BA12 BA15 BA20 2H048 BA02 BB02 BB10 BB24 2H091 FA35Y FC13 FC23 FC26 FD04 LA12 4M118 AB01 BA09 CA02 CA03 GB03 GB06 GB10 GB19 GB20 GC07 GD04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光透過性基板上に、自己組織化単分子層
    のパターンを形成する工程と、前記自己組織化単分子層
    のパターン上、または前記自己組織化単分子層のパター
    ンが形成されていない領域の光透過性基板上のいずれか
    に薄膜パターンを形成する工程を有する光学基板の製造
    方法であって、 1枚の光透過性基板上に形成される前記自己組織化単分
    子層のパターンを複数の部分パターンに分割して、各部
    分パターンをマイクロコンタクトプリンティングにより
    それぞれ形成することを特徴とする光学基板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 光透過性基板上に薄膜を形成する工程
    と、前記薄膜上に自己組織化単分子層のパターンを形成
    する工程と、該自己組織化単分子層のパターンをマスク
    として前記薄膜をエッチングする工程を有する光学基板
    の製造方法であって、 1枚の光透過性基板上に形成される前記自己組織化単分
    子層のパターンを複数の部分パターンに分割して、各部
    分パターンをマイクロコンタクトプリンティングにより
    それぞれ形成することを特徴とする光学基板の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 光透過性基板上に、自己組織化単分子層
    のパターンを形成する工程と、前記自己組織化単分子層
    のパターン上、または前記自己組織化単分子層のパター
    ンが形成されていない領域の光透過性基板上のいずれか
    に薄膜パターンを形成する工程を有する光学基板の製造
    方法であって、 前記自己組織化単分子層のパターンを形成する工程にお
    いて、前記光透過性基板上に、放射線の照射によって前
    記光透過性基板との結合が切れる性質を有する自己組織
    化単分子層を形成した後、該自己組織化単分子層上にマ
    スクおよび放射性透過性を有する重し層を順に積層させ
    た状態で、前記自己組織化単分子層に対して放射線照射
    を行なうことによって、該自己組織化単分子層をパター
    ニングするとともに、1枚の光透過性基板上に形成され
    る前記重し層を複数の部分重し層に分割して設け、該部
    分重し層が設けられている領域に前記放射線の照射を行
    なうことを特徴とする光学基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記薄膜パターンによりブラックマトリ
    クスを形成することを特徴とする請求項1〜3記載の光
    学基板の製造方法。
  5. 【請求項5】 光透過性基板を保持する保持手段と、該
    保持手段に保持された前記光透過性基板の面に対向して
    設けられた、前記光透過性基板の面よりも面積が小さい
    パターン形状を有するスタンプと、該スタンプを自己組
    織化単分子層を形成し得る溶液で濡らす手段と、前記ス
    タンプと前記光透過性基板との相対位置を該光透過性基
    板の面に平行な方向に移動させる手段と、前記スタンプ
    を前記光透過性基板の面に接触させる手段を具備するこ
    とを特徴とする光学基板の製造装置。
  6. 【請求項6】請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法
    により得られる光学基板。
  7. 【請求項7】請求項6記載の光学基板を用いた光学装
    置。
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