JP2011062926A - レンズアレイ用成形型、及びレンズアレイの製造方法、並びにレンズアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】一対の型で成形材料を挟んで形成されるレンズアレイをいずれか所定の型に残して他方の型から離型する。
【解決手段】第１の型及び第２の型を備え、互いに対向する前記第１の型の転写面と前記第２の型の転写面との間で成形材料を挟んで複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイ用成形型であって、前記第１の型における前記成形材料との接触面積が、前記第２の型における前記成形材料との接触面積よりも大きい。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイ用成形型、及び該レンズアレイ用成形型を用いたレンズアレイの製造方法、並びに該製造方法により製造されたレンズアレイに関する。

近年、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの電子機器の携帯端末には、小型で薄型な撮像ユニットが搭載されている。このような撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの固体撮像素子と、固体撮像素子の受光領域に結像するレンズと、を備えている。

携帯端末の小型化・薄型化、そして携帯端末の普及により、それに搭載される撮像ユニットにも更なる小型化・薄型化が要請され、そして生産性が要求される。かかる要求に対して、複数の固体撮像素子が配列されたセンサアレイに、複数のレンズ部が同様に配列されたレンズアレイを重ね、それらを一体に接合し、個々に固体撮像素子及び対応するレンズ部を含むようにセンサアレイ及びレンズアレイを分断して撮像ユニットを量産する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された方法では、上型及び下型を用いてレンズアレイを形成している。上型の転写面には複数のレンズ成形面が配列されており、また、下型の転写面には、上型の各レンズ成形面と対となるレンズ成形面が配列されている。レンズアレイは、上型の転写面と下型の転写面との間で光硬化性樹脂材料又は熱硬化性樹脂材料を圧縮して両転写面に倣って樹脂材料を変形させ、その状態で光を照射し又は熱を加えて樹脂材料を硬化させて形成される。上型及び下型の対となるレンズ成形面の間でレンズ部が形成され、また、上型及び下型のレンズ成形面を除く転写面の間で、これらのレンズ部を相互に連結する基板部が形成される。上記の用途に用いられるレンズアレイにあっては、全体として例えば直径が６インチ、８インチ、又は１２インチのウエハ状（円板状）をなし、そこに例えば数千個のレンズ部が配列される。かかるレンズアレイを、以下では特にウエハレベルレンズアレイと称する。そして、特許文献１に開示された方法では、形成されたレンズアレイを上型及び下型から離型し、センサアレイに積層している。

国際公開第０８／１５３１０２号

レンズアレイを上型及び下型から離型する際に、工程上、まず、いずれか所定の型（例えば下型）にレンズアレイを残して他方の型（例えば上型）から離型し、その後に、レンズアレイが残された所定の型から離型することが要請される。

しかし、レンズアレイ、特にウエハレベルレンズアレイにあっては、各レンズ部の表側のレンズ面と裏側のレンズ面との形状の相違はレンズアレイ全体からみれば微小であり、レンズアレイ全体での表面及び裏面の形状は概ね同じである。従って、上型とレンズアレイとの接合強度、及び下型とレンズアレイとの接合強度もまた概ね同じである。特許文献１に開示された方法では、この点について特段の配慮はなされておらず、レンズアレイを上型及び下型から離型する際に、いずれか所定の型にレンズアレイが残るように制御することは困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、一対の型で成形材料を挟んで形成されるレンズアレイをいずれか所定の型に残して他方の型から離型することにある。

複数のレンズ成形面が配列された転写面をそれぞれ有する第１の型及び第２の型を備え、前記第１の型の転写面と前記第２の型の転写面との間で成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させて複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイ用成形型であって、前記第１の型における前記成形材料との接触面積が、前記第２の型における前記成形材料との接触面積よりも大きいレンズアレイ用成形型。

本発明によれば、レンズアレイと第１の型との接合強度が、レンズアレイと第２の型との接合強度に比べて高くなり、レンズアレイを第１の型及び第２の型から離型する際、レンズアレイを常に第１の型に残して第２の型から離型することができる。

本発明の実施形態を説明するための、レンズアレイの一例を示す図である。 図１のレンズアレイをＩＩ−ＩＩ線断面で示す図である。 本発明の実施形態を説明するための、レンズアレイ用成形型の一例を示す図である。 図４Ａ〜図４Ｅは、それぞれ図３の成形型を用いてレンズアレイを形成する過程を順次示す図である。 本発明の実施形態を説明するための、レンズアレイ用成形型の他の例を示す図である。 図６Ａ〜図６Ｅは、それぞれ図５の成形型を用いてレンズアレイを形成する過程を順次示す図である。 本発明の実施形態を説明するための、レンズアレイ用成形型の他の例を示す図である。 図８Ａ〜図８Ｅは、それぞれ図７の成形型を用いてレンズアレイを形成する過程を順次示す図である。

図１及び図２は、レンズアレイの一例を示す。

図１及び図２に示すように、レンズアレイ１は、複数のレンズ部１０と、これらのレンズ部１０を相互に連結する基板部１１とを有している。このレンズアレイ１は、全体として所定のサイズのウエハ状をなし、そこに複数のレンズ部１０が配列されたウエハレベルレンズアレイである。複数のレンズ部１０は、図示の例では、行列状に配列されている。なお、レンズ部１０の配列は、行列状の配列に限らず、他の２次元の配列、又は１次元の配列であってもよい。各レンズ部１０は、その表裏に、所定のレンズ面１２ａ、１２ｂを有している。図示の例では、レンズ面１２ａ、１２ｂは、いずれも凸形状の球面となっているが、用途に応じて、凸形状の球面、凹形状の球面、非球面、又は平面の種々の組み合わせを採り得る。複数のレンズ部１０及び基板部１１は、透光性の材料で一体に形成されている。

図３は、上述のレンズアレイ１を形成する成形型の一例を示す。

図３に示すように、成形型２は、上型２０と、下型３０とで構成されている。

上型２０は、複数のレンズ成形面２２が配列された転写面２１を有する。複数のレンズ成形面２２は、レンズアレイ１の複数のレンズ部１０の配列に対応して、転写面２１に行列状に配列されている。そして、各レンズ成形面２２は、レンズ部１０の表側のレンズ面１２ａを反転した形状となっており、図示の例では凸形状の球面であるレンズ面１２ａを反転した凹形状の球面となっている。即ち、上型２０は、レンズアレイ１の表側の面を成形する。

下型３０は、複数のレンズ成形面３２が配列された転写面３１と、枠部３３とを有する。複数のレンズ成形面３２は、レンズアレイ１の複数のレンズ部１０の配列に対応して、転写面３１に行列状に配列されている。そして、各レンズ成形面３２は、レンズ部１０の裏側のレンズ面１２ｂを反転した形状となっており、図示の例では凸形状の球面であるレンズ面１２ｂを反転した凹形状の球面となっている。即ち、下型３０は、レンズアレイ１の裏側の面を成形する。枠部３３は、転写面３１を包囲するように転写面３１の外周に沿って設けられている。この枠部３３には、転写面２１が設けられた上型２０の下部が嵌り込む。

下型３０の転写面３１には、レンズ成形面３２を除く領域に、複数の凹部３４が設けられている。これらの凹部３４は、転写面３１に略均等に分散して配置されている。各凹部３４の形状は、特に限定されず、例えば、寸胴な穴であってもよいし、底に向うに従って細くなるテーパ状の穴であってもよいし、また、縦横にのびる溝であってもよい。

図４Ａ〜図４Ｅを参照して、上述の成形型２を用いたレンズアレイ１の製造方法の一例を説明する。

図４Ａに示すように、まず、下型３０の転写面３１上に成形材料Ｍを供給し、成形材料Ｍを転写面３１上に行き渡らせる。成形材料Ｍの流動性が比較的低い場合には、例えば、成形材料Ｍを予熱し、流動性を高めた状態で転写面３１上に供給する。

成形材料Ｍとしては、エネルギー硬化性の樹脂組成物を用いることができる。エネルギー硬化性の樹脂組成物は、熱により硬化する樹脂組成物、あるいは活性エネルギー線の照射（例えば紫外線）により硬化する樹脂組成物のいずれであってもよい。

モールド形状の転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。

一方、硬化後にはリフロー工程を通しても熱変形しない程度の耐熱性を有していることが好ましい。該観点から、硬化物のガラス転移温度は２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂組成物にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。

形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂組成物が好ましい。樹脂組成物の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。硬化収縮率の低い樹脂組成物としては、例えば（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂組成物（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂組成物（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂組成物（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）等）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）等）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂組成物（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂組成物（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂組成物（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂組成物など）が物性最適化の観点からは好ましい。

また、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂組成物が望まれる。高アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（ｎｄ）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。

低アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（ｎｄ）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’−ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開２００６／０９５６１０号公報、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。

また、樹脂組成物には、屈折率を高めたり、アッベ数を調整したりするために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。特に上記高アッベ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）または有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。

樹脂組成物に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメントおよび親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端または側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。

また、樹脂組成物には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。

また、樹脂組成物には、必要に応じて硬化触媒または開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号［００６３］〜［００７０］）等に記載の熱または活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂組成物の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。

また、樹脂組成物は上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂組成物を製造することができる。該硬化性樹脂組成物に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解または分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性組成物が溶剤を含む場合には該組成物を基板及び／又は型の上にキャストし溶剤を乾燥させた後にモールド形状転写操作を行うことが好ましい。

次いで、図４Ｂに示すように、上型２０を降下させる。上型２０の転写面２１と下型３０の転写面３１との間で成形材料Ｍを挟み、圧縮することによって両転写面２１、３１に倣って成形材料Ｍを変形させる。その際、下型３０の転写面３１に設けられた複数の凹部３４内にも成形材料Ｍが進入する。

次いで、図４Ｃに示すように、上型２０が降下しきった後に、加熱又は活性エネルギー線の照射によって成形材料Ｍに硬化エネルギーを付与し、成形材料Ｍを硬化させてレンズアレイ１を得る。上型２０の各レンズ成形面２２と、これと対となる下型３０のレンズ成形面３２との間でレンズ部１０が形成される。レンズ成形面２２、３２を除く上型２０の転写面２１と下型３０の転写面３１との間で基板部１１が形成される。

次いで、図４Ｄに示すように、上型２０を上昇させる。下型３０の各凹部３４内に進入した成形材料Ｍもまたそこで硬化しており、レンズアレイ１と下型３０との接触面積は、レンズアレイ１と上型２０との接触面積に比べて大きくなっている。よって、レンズアレイ１と下型３０との接合強度は、レンズアレイ１と上型２０との接合強度に比べて高くなっている。そこで、上型２０の上昇に伴い、レンズアレイ１は、接合強度に勝る下型３０に残り、上型２０から離型される。

各凹部３４のアスペクト比（転写面３１における開口幅Ｗ／転写面３１からの深さＤ）が小さい程、凹部３４内で硬化した成形材料Ｍを保持するアンカー効果が高まり、レンズアレイ１と下型３０との接合強度の増大に寄与する。凹部３４のアスペクト比は、好ましくは０．８〜１．０である。また、レンズ面３２の転写面３１からの深さをｄとして、Ｄ≧ｄが好ましい。

また、レンズアレイ１を下型３０に残すに足る接合強度をレンズアレイ１と下型３０との間に付与することができる限りにおいて、凹部３４は１つであってもよいが、好ましくは図示の例のように複数設けられ、転写面３１に略均等に分散して配置される。これによれば、レンズアレイ１がその全体に亘って均等に下型３０に保持されるので、上型２０を上昇させる過程でレンズアレイ１に歪が生じることを防止でき、各レンズ部１０の精度を維持できる。

次いで、図４Ｅに示すように、レンズアレイ１を下型３０から離型する。レンズアレイ１を下型３０から離型させる方法としては、複数のイジュエクタピンを下型３０に設け、これらのイジェクタピンによってレンズアレイ１を下型３０から突き出す方法が例示できる。また、転写面３１に開口する噴気孔からエアを噴き出してレンズアレイ１と下型３０との間に剥離を生じさせる方法、下型３０を超音波で励振してレンズアレイ１と下型３０との間に剥離を生じさせる方法、又はレンズアレイ１と下型３０との線膨張係数の差を利用して温度変化でレンズアレイ１と下型３０との間に剥離を生じさせる方法なども用いることができる。

下型３０から離型されたレンズアレイ１には、下型３０の各凹部３４内で成形材料Ｍが硬化して形成される凸部１３が付属している。これらの凸部１３は、切断するなどして適宜除去される。

このように、下型３０の転写面３１に凹部３４を設け、下型３０とレンズアレイ１（これを形成する成形材料Ｍ）との接触面積を上型２０とレンズアレイ１との接触面積に比べて大きくすることにより、下型３０とレンズアレイ１との接合強度が、上型２０とレンズアレイ１との接合強度に比べて高くなり、レンズアレイ１を常に下型３０に残して上型２０から離型することができる。

なお、レンズアレイ１を下型３０に残して上型２０から離型するものとして説明したが、これとは逆に上型２０に残して下型３０から離型する場合もある。その場合には、下型３０の転写面３１に凹部３４を設けずに、上型２０の転写面２１に同様の凹部を設け、上型２０とレンズアレイ１との接触面積を、下型３０とレンズアレイ１との接触面積に比べて大きくする。

図５は、レンズアレイ１を形成する成形型の他の例を示す。なお、上述した成形型２と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略ないし簡略する。

図５に示すように、成形型１０２は、上型２０と、下型１３０とを備えている。

下型１３０は、上述の成形型２の下型３０における枠部３３及び転写面３１の凹部３４が省かれた構成となっている。その他の構成については、下型３０と共通している。

図６Ａ〜図６Ｅを参照して、上述の成形型１０２を用いたレンズアレイ１の製造方法の一例を説明する。

図６Ａに示すように、まず、下型１３０の転写面３１上に成形材料Ｍを供給する。ここで、成形材料Ｍの供給量は、レンズアレイ１の体積よりも多いものとする。

次いで、図６Ｂに示すように、上型２０を降下させる。上型２０の転写面２１と下型１３０の転写面３１との間で成形材料Ｍを挟み、圧縮することによって両転写面２１、３１に倣って成形材料Ｍを変形させる。

下型１３０には、上述の成形型２の下型３０における枠部３３（図３参照）が省かれていることから、上型２０の転写面２１の縁と下型１３０の転写面３１の縁との間には、全周に亘って開口が形成される。レンズアレイ１の基板部１１の厚みと同じまでに両転写面２１、３１の間隔が狭められると、レンズアレイ１の体積より多い量で供給された成形材料Ｍの一部が、開口を通して流出する。流出した成形材料Ｍは、下型１３０の側面１３５を伝い、そこに付着する。

次いで、図６Ｃに示すように、上型２０が降下しきった後に、加熱又は活性エネルギー線の照射によって成形材料Ｍに硬化エネルギーを付与し、成形材料Ｍを硬化させてレンズアレイ１を得る。上型２０の各レンズ成形面２２と、これと対となる下型１３０のレンズ成形面３２との間でレンズ部１０が形成される。レンズ成形面２２、３２を除く上型２０の転写面２１と下型１３０の転写面３１との間で基板部１１が形成される。

次いで、図６Ｄに示すように、上型２０を上昇させる。下型１３０の側面１３５に付着した成形材料Ｍもまたそこで硬化しており、形成されたレンズアレイ１と下型１３０との接触面積は、レンズアレイ１と上型２０との接触面積に比べて大きくなっている。よって、レンズアレイ１と下型１３０との接合強度は、レンズアレイ１と上型２０との接合強度に比べて高くなっている。そこで、上型２０の上昇に伴い、レンズアレイ１は、接合強度に勝る下型１３０に残り、上型２０から離型される。

次いで、図６Ｅに示すように、レンズアレイ１を下型１３０から離型する。下型１３０からの離型は、上述のとおり、イジェクタピン、エア噴き出し、超音波、温度変化などの適宜な方法により行われる。

下型１３０から離型されたレンズアレイ１には、下型１３０の側面１３５に付着した成形材料Ｍが硬化して形成される環状の余肉部１４が付属しているが、この余肉部１４は、切断するなどして適宜除去される。

このように、上型２０の転写面２１と下型１３０の転写面３１との間から成形材料Ｍを溢れさせ、溢れた成形材料Ｍを下型１３０の側面１３５に付着させることにより、レンズアレイ１と下型１３０との接触面積を容易に拡大することができる。

なお、下型１３０の転写面３１に１つ以上の凹部３４を併せて設け、下型１３０とレンズアレイ１との接触面積の拡大、それによる接合強度の向上を図るようにしてもよい。

図７は、レンズアレイ１を形成する成形型の他の例を示す。なお、上述した成形型２、１０２と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略ないし簡略する。

図７に示すように、成形型２０２は、上型２０と、下型２３０とを備えている。

下型２３０は、上型２０に比べて、それぞれの転写面２１、３１を正面からみた場合の外形において大きく形成されており、転写面３１の外側には、転写面３１に連なるフランジ面２３６が設けられている。

図８Ａ〜図８Ｅを参照して、上述の成形型２０２を用いたレンズアレイ１の製造方法の一例を説明する。

図８Ａに示すように、まず、下型２３０の転写面３１上に成形材料Ｍを供給する。ここで、成形材料Ｍの供給量は、レンズアレイ１の体積よりも多いものとする。

次いで、図８Ｂに示すように、上型２０を降下させる。上型２０の転写面２１と下型２３０の転写面３１との間で成形材料Ｍを挟み、圧縮することによって両転写面２１、３１に倣って成形材料Ｍを変形させる。

下型２３０には、上述の成形型２の下型３０における枠部３３（図３参照）が省かれていることから、上型２０の転写面２１の縁と下型２３０の転写面３１の縁との間には、全周に亘って開口が形成される。レンズアレイ１の基板部１１の厚みと同じまでに両転写面２１、３１の間隔が狭められると、レンズアレイ１の体積より多い量で供給された成形材料Ｍの一部が、開口を通して流出する。流出した成形材料Ｍは、下型２３０のフランジ面２３６に拡がり、そこに付着する。

次いで、図８Ｃに示すように、上型２０が降下しきった後に、加熱又は活性エネルギー線の照射によって成形材料Ｍに硬化エネルギーを付与し、成形材料Ｍを硬化させてレンズアレイ１を得る。上型２０の各レンズ成形面２２と、これと対となる下型２３０のレンズ成形面３２との間でレンズ部１０が形成される。レンズ成形面２２、３２を除く上型２０の転写面２１と下型２３０の転写面３１との間で基板部１１が形成される。

次いで、図８Ｄに示すように、上型２０を上昇させる。下型２３０のフランジ面２３６に付着した成形材料Ｍもまたそこで硬化しており、形成されたレンズアレイ１と下型２３０との接触面積は、レンズアレイ１と上型２０との接触面積に比べて大きくなっている。よって、レンズアレイ１と下型２３０との接合強度は、レンズアレイ１と上型２０との接合強度に比べて高くなっている。そこで、上型２０の上昇に伴い、レンズアレイ１は、接合強度に勝る下型２３０に残り、上型２０から離型される。

次いで、図８Ｅに示すように、レンズアレイ１を下型２３０から離型する。下型２３０からの離型は、上述のとおり、イジェクタピン、エア噴き出し、超音波、温度変化などの適宜な方法により行われる。

下型２３０から離型されたレンズアレイ１には、下型２３０のフランジ面２３６に付着した成形材料Ｍが硬化して形成されるフランジ状の余肉部１５が付属しているが、この余肉部１５は、切断するなどして適宜除去される。

このように、上型２０の転写面２１と下型２３０の転写面３１との間から成形材料Ｍを溢れさせ、溢れた成形材料Ｍを下型２３０のフランジ面２３６に付着させることにより、レンズアレイ１と下型２３０との接触面積を容易に拡大することができる。

なお、下型２３０の転写面３１に１つ以上の凹部３４を併せて設け、下型２３０とレンズアレイ１との接触面積の拡大、それによる接合強度の向上を図るようにしてもよい。

以上、説明した通り、本明細書には下記のレンズアレイ用成形型が開示されている。

（１） 複数のレンズ成形面が配列された転写面をそれぞれ有する第１の型及び第２の型を備え、前記第１の型の転写面と前記第２の型の転写面との間で成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させて複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイ用成形型であって、前記第１の型における前記成形材料との接触面積が、前記第２の型における前記成形材料との接触面積よりも大きいレンズアレイ用成形型。

（２） 上記（１）に記載のレンズアレイ用成形型であって、前記第１の型の前記転写面に、少なくとも１つの凹部が設けられているレンズアレイ用成形型。

（３） 上記（２）に記載のレンズアレイ用成形型であって、前記凹部のアスペクト比が、０．８〜１．０あるレンズアレイ用成形型。

（４） 上記（１）から（３）のいずれかに記載のレンズアレイ用成形型であって、前記第１の型の前記転写面の縁と前記第２の型の前記転写面の縁との間に、前記成形材料を流出させる開口が形成され、前記第１の型に、前記開口から溢れた前記成形材料が接触する接触面が設けられているレンズアレイ用成形型。

（５） 上記（４）に記載のレンズアレイ用成形型であって、前記接触面は、前記第１の型の側面であるレンズアレイ用成形型。

（６） 上記（４）に記載のレンズアレイ用成形型であって、それぞれの前記転写面を正面からみた場合の外形において、前記第１の型は、前記第２の型より大きく、前記接触面は、前記第１の型の前記転写面に連なってその外側に広がる面であるレンズアレイ用成形型。

また、本明細書には下記のレンズアレイの製造方法が開示されている。

（７） 複数のレンズ成形面が配列された転写面をそれぞれ有する第１の型及び第２の型を備えたレンズアレイ用成形型を用い、前記第１の型の転写面と前記第２の型の転写面との間で成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させた状態で前記成形材料を硬化させて複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイの製造方法であって、前記レンズアレイ用成形型が、上記（１）から（３）のいずれかに記載のレンズアレイ用成形型であるレンズアレイの製造方法。

（８） 複数のレンズ成形面が配列された転写面をそれぞれ有する第１の型及び第２の型を備えたレンズアレイ用成形型を用い、前記第１の型の転写面と前記第２の型の転写面との間で成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させた状態で前記成形材料を硬化させて複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイの製造方法であって、前記レンズアレイ用成形型が、上記（４）から（６）のいずれかに記載のレンズアレイ用成形型であり、前記第１の型の前記転写面と前記第２の型の前記転写面との間に、前記レンズアレイの体積よりも多い量の前記成形材料を供給し、前記第１の型の前記転写面と前記第２の型の転写面との間で前記成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させると共に、前記第１の型の前記転写面の縁と前記第２の型の前記転写面の縁との間の開口から前記成形材料を溢れさせ、溢れた前記成形材料を前記第１の型の前記接触面に接触させ、その状態で前記成形材料を硬化させるレンズアレイの製造方法。

また、本明細書には下記のレンズアレイが開示されている。

（９） 上記（７）又は（８）に記載の製造方法により製造されたレンズアレイ。

１ レンズアレイ
２ 成形型
１０ レンズ部
１１ 基板部
１２ａ、１２ｂ レンズ面
１３ 凸部
１４ 余肉部
１５ 余肉部
２０ 上型
２１ 転写面
２２ レンズ成形面
３０ 下型
３１ 転写面
３２ レンズ成形面
３３ 枠部
３４ 凹部
１０２ 成形型
１３０ 下型
１３５ 側面
２０２ 成形型
２３０ 下型
２３６ フランジ面
Ｍ 成形材料

Claims (9)

1. 複数のレンズ成形面が配列された転写面をそれぞれ有する第１の型及び第２の型を備え、前記第１の型の転写面と前記第２の型の転写面との間で成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させて複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイ用成形型であって、
   前記第１の型における前記成形材料との接触面積が、前記第２の型における前記成形材料との接触面積よりも大きいレンズアレイ用成形型。
2. 請求項１に記載のレンズアレイ用成形型であって、
   前記第１の型の前記転写面に、少なくとも１つの凹部が設けられているレンズアレイ用成形型。
3. 請求項２に記載のレンズアレイ用成形型であって、
   前記凹部のアスペクト比が、０．８〜１．０であるレンズアレイ用成形型。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズアレイ用成形型であって、
   前記第１の型の前記転写面の縁と前記第２の型の前記転写面の縁との間に、前記成形材料を流出させる開口が形成され、
   前記第１の型に、前記開口から溢れた前記成形材料が接触する接触面が設けられているレンズアレイ用成形型。
5. 請求項４に記載のレンズアレイ用成形型であって、
   前記接触面は、前記第１の型の側面であるレンズアレイ用成形型。
6. 請求項４に記載のレンズアレイ用成形型であって、
   それぞれの前記転写面を正面からみた場合の外形において、前記第１の型は、前記第２の型より大きく、
   前記接触面は、前記第１の型の前記転写面に連なってその外側に広がる面であるレンズアレイ用成形型。
7. 複数のレンズ成形面が配列された転写面をそれぞれ有する第１の型及び第２の型を備えたレンズアレイ用成形型を用い、前記第１の型の前記転写面と前記第２の型の前記転写面との間で成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させた状態で前記成形材料を硬化させて複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイの製造方法であって、
   前記レンズアレイ用成形型が、請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズアレイ用成形型であるレンズアレイの製造方法。
8. 複数のレンズ成形面が配列された転写面をそれぞれ有する第１の型及び第２の型を備えたレンズアレイ用成形型を用い、前記第１の型の前記転写面と前記第２の型の前記転写面との間で成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させた状態で前記成形材料を硬化させて複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを形成するレンズアレイの製造方法であって、
   前記レンズアレイ用成形型が、請求項４から６のいずれか一項に記載のレンズアレイ用成形型であり、
   前記第１の型の前記転写面と前記第２の型の前記転写面との間に、前記レンズアレイの体積よりも多い量の前記成形材料を供給し、
   前記第１の型の前記転写面と前記第２の型の転写面との間で前記成形材料を挟み、両転写面に倣って前記成形材料を変形させると共に、前記第１の型の前記転写面の縁と前記第２の型の前記転写面の縁との間の開口から前記成形材料を溢れさせ、溢れた前記成形材料を前記第１の型の前記接触面に接触させ、その状態で前記成形材料を硬化させるレンズアレイの製造方法。
9. 請求項７又は請求項８に記載の製造方法により製造されたレンズアレイ。

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