JP2015138242A - Irregular structure, irregular structure manufacturing method, optical component, and optical device - Google Patents

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昭太郎 高山
Shotaro Takayama
昭太郎 高山
公雄 守谷
Kimio Moriya
公雄 守谷
一義 藤田
Kazuyoshi Fujita
一義 藤田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an irregular structure exhibiting high optical performance, an irregular structure manufacturing method capable of efficiently manufacturing the irregular structure, and an optical component and an optical device each including the irregular structure and high in reliability.SOLUTION: A microlens array (irregular structure) 1, which is a quadrangular plate-like member in a plan view, comprises: a flat portion 11 that has a relatively small surface height; and a plurality of convex portions 12 that protrudes from this flat portion 11 and that has a relatively large surface height. The flat portion 11 can be, therefore, regarded as a concave portion smaller in surface height than the convex portions 12 with reference to the convex portions 12. Each convex portion 12 is a region formed by partially irradiating a layer 3 containing polymers 21 and monomers 22 higher in index of refraction than the polymers 21 with active radiations R, thereby reducing a volume of the polymers 21, and thereby relatively protruding a non-irradiated area 32. A refraction index distribution N of each convex portion 12 includes a distribution in which the index of refraction gradually increases from an outer edge of the convex portion 12 toward a center.

Description

本発明は、凹凸構造体、凹凸構造体の製造方法、光学部品および光学装置に関するものである。   The present invention relates to an uneven structure, a method for manufacturing an uneven structure, an optical component, and an optical device.

CCD(Charge Coupled Device)のような固体撮像素子は、数百万画素から数千万画素にも及ぶ多数の受光部を備えているが、この画素数は今後さらに増加する可能性が高い。しかしながら、固体撮像素子の大きさには制限があるため、画素数の増加に伴って受光部1個当たりが占める面積は自ずと小さくなる。その結果、固体撮像素子の受光感度がさらに低下したり、ノイズがさらに増加したりすることが懸念されている。   A solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) includes a large number of light receiving units ranging from several million pixels to several tens of millions of pixels, and the number of pixels is likely to further increase in the future. However, since the size of the solid-state image sensor is limited, the area occupied by one light receiving portion naturally becomes smaller as the number of pixels increases. As a result, there is a concern that the light receiving sensitivity of the solid-state imaging device may be further reduced or noise may be further increased.

そこで、固体撮像素子上にマイクロレンズ群を装着することにより、実効的な開口率の向上が図られている。これにより、固体撮像素子の感度の向上、S/N比の向上等を図ることができる。   Therefore, an effective aperture ratio is improved by mounting a microlens group on the solid-state image sensor. Thereby, the improvement of the sensitivity of a solid-state image sensor, improvement of S / N ratio, etc. can be aimed at.

マイクロレンズ群は、受光部の位置に合わせて配置された多数のマイクロレンズの集合体であり、一般的にはガラス材料や樹脂材料により構成される。マイクロレンズの大きさは非常に小さく、また配置の位置精度が重要であることから、このようなマイクロレンズ群の製造には、一般に、フォトリソグラフィー法、エッチング法等の精密加工技術が用いられることとなる。   The microlens group is an aggregate of a large number of microlenses arranged in accordance with the position of the light receiving unit, and is generally composed of a glass material or a resin material. Since the size of the microlens is very small and the positional accuracy of the arrangement is important, in general, precision processing techniques such as a photolithography method and an etching method are used for manufacturing such a microlens group. It becomes.

例えば、特許文献1には、レンズ材による下地膜を形成する下地膜形成工程と、下地膜上に複数の円形の凸面で構成されるレジストパターンをフォトリソグラフィー法により形成するレジストパターニング工程と、レジストパターンに熱溶融処理を施すことにより、円形の凸面を球面レンズ状に変形させるリフロー工程と、球面レンズ状に変形させたレジストパターンを下地膜に転写するエッチバック工程と、を有するレンズアレイの製造方法が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a base film forming step of forming a base film using a lens material, a resist patterning step of forming a resist pattern formed of a plurality of circular convex surfaces on the base film by a photolithography method, and a resist Manufacturing a lens array having a reflow process for deforming a circular convex surface into a spherical lens shape by subjecting the pattern to a thermal melting process, and an etch-back process for transferring the resist pattern deformed into a spherical lens shape to a base film A method is disclosed.

しかしながら、フォトリソグラフィー法やエッチング法には、いずれも大型で高価な装置や大量の副資材が必要となる。このため、マイクロレンズ群の製造コストの削減を図ることは容易ではない。また、フォトレジストやエッチング液等の副資材と接触することで、材料が劣化したり、汚染されたりするおそれがある。   However, both the photolithography method and the etching method require a large and expensive apparatus and a large amount of auxiliary materials. For this reason, it is not easy to reduce the manufacturing cost of the microlens group. Moreover, there is a possibility that the material may be deteriorated or contaminated by contact with a secondary material such as a photoresist or an etching solution.

一方、画素数が増えるにつれて、マイクロレンズ群のレンズ間距離がより小さくなる。このため、隣り合うレンズ間で光が干渉し合うクロストークという現象が発生し易くなり、固体撮像素子の撮像画質の低下等を招いている。   On the other hand, as the number of pixels increases, the inter-lens distance of the microlens group becomes smaller. For this reason, a phenomenon called crosstalk in which light interferes between adjacent lenses is likely to occur, resulting in a decrease in image quality of the solid-state image sensor.

特開2008−52004号公報JP 2008-52004 A

本発明の目的は、光学性能の高い凹凸構造体、かかる凹凸構造体を効率よく製造する凹凸構造体の製造方法、前記凹凸構造体を備える信頼性の高い光学部品および光学装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a concavo-convex structure body having high optical performance, a method for manufacturing the concavo-convex structure body that efficiently manufactures the concavo-convex structure body, a highly reliable optical component and an optical device including the concavo-convex structure body. is there.

このような目的は、下記(1)〜(10)の本発明により達成される。
(1) 表面が部分的に突出してなる凸部を備えた凹凸構造体であって、
前記凸部は、ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射することにより、前記ポリマーが占める体積が減少し、照射領域が凹没するのに伴って非照射領域が相対的に突出してなる部位であり、
前記凸部の屈折率分布は、前記凸部の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなっている分布を含むことを特徴とする凹凸構造体。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (10) below.
(1) A concavo-convex structure having a convex portion whose surface partially protrudes,
The projection is partially irradiated with actinic radiation to a layer containing a polymer and a monomer having a refractive index lower than that of the polymer, so that the volume occupied by the polymer is reduced and the irradiation region is recessed. A non-irradiated area is a part that protrudes relatively with it,
The convex-concave structure is characterized in that the refractive index distribution of the convex portion includes a distribution in which the refractive index gradually increases from the outer edge side to the central side of the convex portion.

(2) 前記凸部の外縁側から中心側に向かって前記モノマーの濃度が徐々に低くなっているモノマー濃度分布を含む上記(1)に記載の凹凸構造体。   (2) The concavo-convex structure according to (1), including a monomer concentration distribution in which the concentration of the monomer gradually decreases from the outer edge side to the center side of the convex portion.

(3) 前記凸部は、その表面の突出高さが最も高い部分とそこから周囲に向かって徐々に突出高さが減少している部分とを有している上記(1)または(2)に記載の凹凸構造体。   (3) Said convex part has the part with the highest protrusion height of the surface, and the part from which the protrusion height is gradually decreasing toward the circumference | surroundings from said (1) or (2) The uneven structure according to 1.

(4) 前記凸部の屈折率分布は、前記突出高さが最も高い部分において屈折率が最も高くなっている分布である上記(3)に記載の凹凸構造体。   (4) The concavo-convex structure according to (3), wherein the refractive index distribution of the convex portion is a distribution in which the refractive index is highest in a portion where the protrusion height is highest.

(5) 当該凹凸構造体の屈折率分布は、前記凸部の外側に隣接して位置する屈折率の極小値を含んでいる上記(1)ないし(4)のいずれか1項に記載の凹凸構造体。   (5) The unevenness according to any one of (1) to (4), wherein the refractive index distribution of the uneven structure includes a minimum value of the refractive index located adjacent to the outside of the convex portion. Structure.

(6) 前記凸部は、表面と前記表面に対向する裏面とがそれぞれ部分的に突出してなるものである上記(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の凹凸構造体。   (6) The concavo-convex structure according to any one of (1) to (5), wherein the convex portion is formed by partially projecting a front surface and a back surface facing the front surface.

(7) ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射する工程を有し、
前記活性放射線が照射された照射領域において前記ポリマーの体積が減少し、前記照射領域の表面が部分的に凹没するのを利用して、非照射領域の表面が相対的に突出してなる凸部を形成することを特徴とする凹凸構造体の製造方法。
(7) having a step of partially irradiating actinic radiation to a layer containing a polymer and a monomer having a refractive index lower than that of the polymer;
A convex part formed by relatively projecting the surface of the non-irradiated region by utilizing the fact that the volume of the polymer decreases in the irradiated region irradiated with the active radiation and the surface of the irradiated region is partially recessed. A process for producing a concavo-convex structure, characterized in that

(8) 前記照射領域に対し積算光量分布が一様になるよう前記活性放射線を照射する上記(7)に記載の凹凸構造体の製造方法。   (8) The method for producing a concavo-convex structure according to (7), wherein the actinic radiation is irradiated so that the integrated light amount distribution is uniform with respect to the irradiation region.

(9) 上記(1)ないし(6)のいずれか1項に記載の凹凸構造体を備えることを特徴とする光学部品。
(10) 上記(9)に記載の光学部品を備えることを特徴とする光学装置。
(9) An optical component comprising the uneven structure according to any one of (1) to (6) above.
(10) An optical device comprising the optical component according to (9).

本発明によれば、光学性能の高い凹凸構造体が得られる。
また、本発明によれば、上記凹凸構造体を効率よく製造することができる。
According to the present invention, a concavo-convex structure with high optical performance can be obtained.
Moreover, according to this invention, the said uneven structure can be manufactured efficiently.

また、本発明によれば、上記凹凸構造体を備える信頼性の高い光学部品および光学装置が得られる。   Moreover, according to this invention, a reliable optical component and optical apparatus provided with the said uneven structure body are obtained.

本発明の光学部品の第1実施形態を適用したマイクロレンズアレイを示す平面図、この平面図のA−A線断面図、およびこの断面における屈折率分布を示すグラフである。It is a top view which shows the microlens array to which 1st Embodiment of the optical component of this invention is applied, the AA sectional view taken on this plan view, and the graph which shows the refractive index distribution in this cross section. 図1(b)、(c)のそれぞれの部分拡大図である。It is each the elements on larger scale of FIG.1 (b), (c). 本発明の凹凸構造体の製造方法の第1実施形態を適用したマイクロレンズアレイの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the micro lens array to which 1st Embodiment of the manufacturing method of the uneven structure of this invention is applied. 本発明の光学部品の第2実施形態を適用したマイクロレンズアレイおよびその製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the microlens array to which 2nd Embodiment of the optical component of this invention is applied, and its manufacturing method. 本発明の光学装置の実施形態を適用したCCDイメージセンサーの画素周辺の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the pixel periphery of the CCD image sensor to which embodiment of the optical apparatus of this invention is applied.

以下、本発明の凹凸構造体、凹凸構造体の製造方法、光学部品および光学装置について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the concavo-convex structure, the method for manufacturing the concavo-convex structure, the optical component, and the optical device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

≪第1実施形態≫
<マイクロレンズアレイ>
まず、本発明の光学部品(本発明の凹凸構造体)の第1実施形態を適用したマイクロレンズアレイ(マイクロレンズ群)について説明する。
<< First Embodiment >>
<Microlens array>
First, the microlens array (microlens group) to which the first embodiment of the optical component of the present invention (uneven structure of the present invention) is applied will be described.

図1は、本発明の光学部品の第1実施形態を適用したマイクロレンズアレイを示す平面図、この平面図のA−A線断面図、およびこの断面における屈折率分布を示すグラフであり、図2は、図1(b)、(c)のそれぞれの部分拡大図である。なお、以下の説明では、図1(b)および図2(d)の上側の面を「表面」、下側の面を「裏面」という。   FIG. 1 is a plan view showing a microlens array to which the first embodiment of the optical component of the present invention is applied, a cross-sectional view taken along line AA of this plan view, and a graph showing a refractive index distribution in this cross-section. 2 is a partially enlarged view of each of FIGS. 1 (b) and 1 (c). In the following description, the upper surface in FIGS. 1B and 2D is referred to as “front surface”, and the lower surface is referred to as “back surface”.

図1(a)に示すマイクロレンズアレイ(本発明の光学部品、本発明の凹凸構造体)1は、平面視で四角形をなす板状体であり、相対的に表面高さが低い平坦部11と、この平坦部11から突出し、相対的に表面高さが高い複数の凸部12と、を備えている。したがって、平坦部11は、凸部12を基準にした場合、凸部12に比べて表面高さが低い凹部であるとみなすこともできる。   A microlens array (optical component of the present invention, concavo-convex structure of the present invention) 1 shown in FIG. 1A is a plate-like body having a square shape in plan view, and a flat portion 11 having a relatively low surface height. And a plurality of convex portions 12 protruding from the flat portion 11 and having a relatively high surface height. Therefore, the flat portion 11 can be regarded as a concave portion having a lower surface height than the convex portion 12 when the convex portion 12 is used as a reference.

凸部12の平面視形状、すなわち凸部12と平坦部11との境界線の平面視形状は、円形である。また、複数の凸部12は、所定の間隔で規則正しく並んでいる。一方、マイクロレンズアレイ1の裏面13は、平坦面となっている。   The planar view shape of the convex portion 12, that is, the planar view shape of the boundary line between the convex portion 12 and the flat portion 11 is circular. The plurality of convex portions 12 are regularly arranged at predetermined intervals. On the other hand, the back surface 13 of the microlens array 1 is a flat surface.

凸部12は、表面が湾曲凸面を伴っているため、いわゆる凸レンズとして機能し、マイクロレンズアレイ1の表裏面間を透過する光を所定の方向に屈折させることができる。これにより、マイクロレンズアレイ1は、所定の焦点距離に集光させる等の凸レンズ効果を有するものとなる。   Since the convex portion 12 has a curved convex surface, the convex portion 12 functions as a so-called convex lens, and can refract light transmitted between the front and back surfaces of the microlens array 1 in a predetermined direction. Thereby, the microlens array 1 has a convex lens effect such as focusing on a predetermined focal length.

なお、板状体とは、実質的に可撓性を有さない、比較的厚いものから、比較的薄いシート状、フィルム状等のものまで含む概念のことをいう。また、複数の凸部12の配列パターンは、図1に示すものに限定されず、規則的なもの、不規則的なもの等、いかなるパターンであってもよい。   The term “plate-like body” refers to a concept that includes a relatively thick material, a relatively thin sheet shape, a film shape, and the like that are not substantially flexible. Further, the arrangement pattern of the plurality of convex portions 12 is not limited to that shown in FIG. 1, and may be any pattern such as a regular one or an irregular one.

凸部12は、図1(b)に示すように、表面高さが最も高い部分である頂上部121と、そこから周囲(図1(b)では左右)に向かって徐々に表面高さが減少している部分である漸減部122と、を有している。このような表面形状により、凸レンズ特有の集光効果が得られる。   As shown in FIG. 1B, the convex portion 12 has a surface height that gradually increases from the apex 121, which is the highest surface height, toward the periphery (left and right in FIG. 1B). And a gradually decreasing portion 122 which is a decreasing portion. Such a surface shape provides a light collecting effect peculiar to a convex lens.

凸部12の突出高さh1、すなわち、裏面13からの平坦部11の平均表面高さh2と頂上部121の表面高さh3との差は、平坦部11の平均表面高さ(平坦部11の平均厚さ)h2等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、0.1〜100μm程度であるのが好ましく、0.5〜80μm程度であるのがより好ましい。これにより、凸部12は、十分な集光効果を有するものとなる。   The difference between the protrusion height h1 of the convex portion 12, that is, the average surface height h2 of the flat portion 11 from the back surface 13 and the surface height h3 of the top 121 is the average surface height of the flat portion 11 (flat portion 11 Average thickness) h2 or the like, and is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 100 μm, and more preferably about 0.5 to 80 μm. Thereby, the convex part 12 has sufficient condensing effect.

一方、裏面13からの平坦部11の平均表面高さ(平坦部11の平均厚さ)h2は、マイクロレンズアレイ1の機械的強度等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、0.2〜200μm程度であるのが好ましく、1〜150μm程度であるのがより好ましい。これにより、マイクロレンズアレイ1は、他の部材と積層されたときに十分な形状追従性を有するとともに、引き裂き等に対する十分な耐久性を有するものとなる。   On the other hand, the average surface height (average thickness of the flat part 11) h2 of the flat part 11 from the back surface 13 is appropriately set according to the mechanical strength of the microlens array 1 and is not particularly limited. It is preferable that it is about -200 micrometers, and it is more preferable that it is about 1-150 micrometers. As a result, the microlens array 1 has sufficient shape followability when laminated with other members and has sufficient durability against tearing and the like.

また、マイクロレンズアレイ1は、その屈折率分布が一様ではなく、凸部12の位置等に対応した偏りを有している。図1(c)は、横軸がマイクロレンズアレイ1のA−A線断面図における位置を示し、縦軸がこの断面における屈折率を示しているグラフである。図1(c)に示す凸部12の屈折率分布Nは、凸部12の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなる屈折率変化を含んでいる。このような屈折率分布Nを有していることにより、凸部12では、表面形状による集光効果のみならず、屈折率分布Nによる集光効果も重畳されることとなる。すなわち、凸部12では、その凸レンズ状の形状によって光を屈折させ集光させることができるが、その集光力(屈折力)は屈折率が高ければ高いほど大きくなるため、屈折率分布Nのように凸部12において屈折率が高ければ、それだけ集光効果を高めることができる。その結果、例えば厚さが薄いにも関わらず短焦点であるといった特長を備えたマイクロレンズアレイ1を得ることができる。   Further, the microlens array 1 has a nonuniform refractive index distribution, and has a bias corresponding to the position of the convex portion 12 and the like. FIG. 1C is a graph in which the horizontal axis indicates the position in the AA line cross-sectional view of the microlens array 1 and the vertical axis indicates the refractive index in this cross section. The refractive index distribution N of the convex portion 12 shown in FIG. 1C includes a refractive index change in which the refractive index gradually increases from the outer edge side of the convex portion 12 toward the center side. By having such a refractive index distribution N, not only the light condensing effect by the surface shape but also the light condensing effect by the refractive index distribution N is superimposed on the convex portion 12. That is, in the convex portion 12, light can be refracted and condensed by the convex lens shape, but the condensing power (refractive power) increases as the refractive index increases. Thus, if the refractive index is high in the convex part 12, the light collection effect can be enhanced accordingly. As a result, it is possible to obtain the microlens array 1 having a feature that, for example, the focal length is short although the thickness is small.

また、図1に示すマイクロレンズアレイ1では、凸部12の頂上部121に対応して、屈折率分布Nにおける屈折率が最も高くなっている。したがって、マイクロレンズアレイ1では、頂上部121から凸部12の外縁に向かって表面高さが徐々に減少しているとともに、頂上部121から凸部12の外縁に向かって屈折率も徐々に低下している。このため、凸部12は、表面形状と屈折率分布Nの双方が、頂上部121を通り裏面13に直交する垂線を引いたとき、その垂線に対して線対称の関係を有しているといえる。このような凸部12では、屈折率分布Nが集光効果の高度化に寄与し、例えば表面形状をあまり複雑化させることなく、実質的には非球面レンズのような複雑な光学系として機能し得るものとなる。その結果、例えば球面収差等の各種収差を補正し得る光学性能の高いマイクロレンズアレイ1を簡単に得ることができる。   Further, in the microlens array 1 shown in FIG. 1, the refractive index in the refractive index distribution N is the highest corresponding to the top 121 of the convex portion 12. Therefore, in the microlens array 1, the surface height gradually decreases from the top 121 to the outer edge of the convex portion 12, and the refractive index gradually decreases from the top 121 to the outer edge of the convex portion 12. doing. For this reason, when both the surface shape and the refractive index distribution N draw a perpendicular line passing through the top 121 and orthogonal to the back surface 13, the convex part 12 has a line-symmetric relationship with the perpendicular line. I can say that. In such a convex portion 12, the refractive index distribution N contributes to the enhancement of the light collecting effect, and functions substantially as a complex optical system such as an aspherical lens without complicating the surface shape, for example. It will be possible. As a result, it is possible to easily obtain a microlens array 1 having high optical performance that can correct various aberrations such as spherical aberration.

また、図1に示すマイクロレンズアレイ1では、頂上部121に対応して屈折率が最も高くなっている一方、凸部12の外縁に向かって屈折率が徐々に低下している。このため、凸部12に入射した光は、凸部12における屈折率分布に基づいて凸部12内に閉じ込められることとなる。特に、屈折率が徐々に変化しているので、いわゆるグレーデッドインデックス型の光ファイバーのように、光軸における光の閉じ込め効果がより強くなる。その結果、凸部12の集光効果がより強化されることとなり、例えば隣り合う凸部12同士の間で集光した光が相互に干渉し合うことが抑制される。このような効果は、例えばマイクロレンズアレイ1を固体撮像素子に組み込んだとき、いわゆるクロストークの発生を抑制することに寄与する。また、上述した光の閉じ込め効果により、凸部12の表面形状を複雑化することなく、高い集光効果が得られるので、凸部12の形状設計を容易にすることができる。その結果、マイクロレンズアレイ1の製造における低コスト化を図ることができる。   In the microlens array 1 shown in FIG. 1, the refractive index is the highest corresponding to the top 121, while the refractive index gradually decreases toward the outer edge of the convex portion 12. For this reason, the light incident on the convex portion 12 is confined in the convex portion 12 based on the refractive index distribution in the convex portion 12. In particular, since the refractive index is gradually changed, the light confinement effect on the optical axis becomes stronger as in the so-called graded index type optical fiber. As a result, the light condensing effect of the convex portions 12 is further strengthened, and for example, it is suppressed that the light collected between the adjacent convex portions 12 interferes with each other. Such an effect contributes to suppressing the occurrence of so-called crosstalk when, for example, the microlens array 1 is incorporated in a solid-state imaging device. Moreover, since the high light condensing effect is acquired without complicating the surface shape of the convex part 12 by the light confinement effect mentioned above, the shape design of the convex part 12 can be made easy. As a result, cost reduction in manufacturing the microlens array 1 can be achieved.

なお、凸部12の形状は、平坦部11に比べて表面高さが部分的に高くなっている形状であれば、特に限定されず、例えば頂上部121と平坦部11との間に位置する漸減部122における表面高さの漸減率は、いかなる範囲であってもよい。すなわち、漸減部122の漸減率が非常に大きく、頂上部121が平坦部11に対して階段状に(急激に)高くなっていてもよく、反対に、漸減率が非常に小さく、頂上部121の表面と平坦部11の表面とが緩やかな傾斜で繋がれていてもよい。   The shape of the convex portion 12 is not particularly limited as long as the surface height is partially higher than that of the flat portion 11. For example, the convex portion 12 is located between the top 121 and the flat portion 11. The gradually decreasing rate of the surface height in the gradually decreasing portion 122 may be in any range. That is, the gradual decrease rate of the gradual decrease part 122 may be very large, and the top 121 may be stepped (rapidly) higher than the flat part 11, and conversely, the gradual decrease rate is very small and the top 121 And the surface of the flat part 11 may be connected with a gentle inclination.

また、凸部12の平面視形状は、図1(a)に示す真円に限定されず、例えば四角形、六角形、八角形のような多角形、長円、楕円のようなその他の円形、菱形、台形、平行四辺形、星形、針状等であってもよい。さらに、凸部12の平面視形状は、これらの任意の形状と任意の大きさとを組み合わせたパターンであってもよい。   In addition, the planar view shape of the convex portion 12 is not limited to the perfect circle shown in FIG. 1A, for example, a polygon such as a quadrangle, a hexagon, and an octagon, another circle such as an ellipse, an ellipse, It may be a rhombus, trapezoid, parallelogram, star, needle, or the like. Furthermore, the planar view shape of the convex part 12 may be a pattern in which these arbitrary shapes and arbitrary sizes are combined.

また、屈折率分布Nの形状は、凸部12の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなる屈折率変化を含む形状であれば、いかなる形状であってもよい。すなわち、屈折率分布Nにおける屈折率の変化率が非常に大きく、凸部12の屈折率が平坦部に対して階段状に(急激に)高くなっていてもよく、反対に、屈折率の変化率が非常に小さく、頂上部121から凸部12の外縁に向かって屈折率が緩やかに低下していてもよい。   The shape of the refractive index distribution N may be any shape as long as it includes a refractive index change in which the refractive index gradually increases from the outer edge side to the center side of the convex portion 12. That is, the change rate of the refractive index in the refractive index distribution N may be very large, and the refractive index of the convex portion 12 may be increased stepwise (abruptly) with respect to the flat portion. The refractive index may be very small, and the refractive index may gradually decrease from the top 121 to the outer edge of the protrusion 12.

屈折率分布Nにおいて、凸部12の頂上部121における屈折率の極大値と、平坦部11における屈折率の極大値との屈折率差d1は、0.001〜0.10程度であるのが好ましく、0.003〜0.04程度であるのがより好ましい。屈折率差d1を前記範囲内に設定することにより、凸部12に入射した光を凸部12内により確実に閉じ込めるとともに、マイクロレンズアレイ1において屈折率分布Nの影響が必要以上に大きくなるのを抑制することができる。すなわち、屈折率差d1が前記下限値を下回る場合、凸部12の表面形状によっては、凸部12における光の閉じ込め効果が十分に得られないおそれがあり、屈折率差d1が前記上限値を上回る場合、凸部12の表面形状によっては、屈折率分布Nの影響が顕在化してマイクロレンズアレイ1の光学設計が難しくなるおそれがある。   In the refractive index distribution N, the refractive index difference d1 between the maximum value of the refractive index at the top 121 of the convex portion 12 and the maximum value of the refractive index at the flat portion 11 is about 0.001 to 0.10. Preferably, it is about 0.003-0.04. By setting the refractive index difference d1 within the above range, the light incident on the convex portion 12 is more reliably confined in the convex portion 12, and the influence of the refractive index distribution N in the microlens array 1 becomes larger than necessary. Can be suppressed. That is, when the refractive index difference d1 is less than the lower limit value, depending on the surface shape of the convex portion 12, there is a possibility that the light confinement effect in the convex portion 12 may not be sufficiently obtained, and the refractive index difference d1 exceeds the upper limit value. When exceeding, depending on the surface shape of the convex part 12, the influence of the refractive index distribution N may become obvious and optical design of the microlens array 1 may be difficult.

また、屈折率分布Nは、図1〜3に示すように、凸部12と平坦部11との境界付近に、すなわち漸減部122の頂上部121とは反対側(凸部12の外側)に隣接して位置し、周辺よりも屈折率が局所的に小さくなっている極小値を有していてもよい。以下、この極小値近傍の屈折率分布を「低屈折率部NL」とする。このような低屈折率部NLが設けられることにより、凸部12の頂上部121と凸部12の外側との間での屈折率差をより拡張することができる。これにより、凸部12に光が閉じ込める効果がより強化されることとなる。なお、この低屈折率部NLの極小値は、凸部12の屈折率や平坦部11の屈折率より小さい値とされる。   In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, the refractive index distribution N is near the boundary between the convex portion 12 and the flat portion 11, that is, on the side opposite to the top 121 of the gradually decreasing portion 122 (outside the convex portion 12). It may be located adjacent to each other and have a local minimum value whose refractive index is locally smaller than that of the periphery. Hereinafter, the refractive index distribution near the minimum value is referred to as “low refractive index portion NL”. By providing such a low refractive index portion NL, the refractive index difference between the top 121 of the convex portion 12 and the outside of the convex portion 12 can be further expanded. Thereby, the effect of confining light in the convex portion 12 is further strengthened. Note that the minimum value of the low refractive index portion NL is smaller than the refractive index of the convex portion 12 and the refractive index of the flat portion 11.

この場合、低屈折率部NLにおける屈折率の極小値と、平坦部11における屈折率の極大値との屈折率差d2は、上述した屈折率差d1の3〜150%程度であるのが好ましく、5〜100%程度であるのがより好ましく、10〜80%程度であるのがさらに好ましい。これにより、凸部12に光を閉じ込める効果が必要かつ十分に得られるとともに、効果のバラツキが少ない凸部12を安定的に製造することができる。   In this case, the refractive index difference d2 between the minimum value of the refractive index in the low refractive index portion NL and the maximum value of the refractive index in the flat portion 11 is preferably about 3 to 150% of the above-described refractive index difference d1. More preferably, it is about 5 to 100%, more preferably about 10 to 80%. Thereby, the effect of confining light in the convex part 12 is necessary and sufficient, and the convex part 12 with less variation in the effect can be stably manufactured.

マイクロレンズアレイ1の構成材料は、図2(d)に示すように、マトリックスとなるポリマー21と、このポリマー21中に分散し、ポリマー21より屈折率が低いモノマー22と、を含む。そして、凸部12では、平坦部11に比べてモノマー22の濃度が低くなっている。このようにポリマー21に比べて屈折率が低いモノマー22の濃度が低いことにより、凸部12の屈折率は、平坦部11に比べて高くなっている。   As shown in FIG. 2D, the constituent material of the microlens array 1 includes a polymer 21 serving as a matrix and a monomer 22 that is dispersed in the polymer 21 and has a refractive index lower than that of the polymer 21. And in the convex part 12, compared with the flat part 11, the density | concentration of the monomer 22 is low. As described above, since the concentration of the monomer 22 having a lower refractive index than that of the polymer 21 is low, the refractive index of the convex portion 12 is higher than that of the flat portion 11.

このような構造を有するマイクロレンズアレイ1は、ポリマー21の体積減少に起因して表面形状が形成され、かつ、ポリマー21中に分散したモノマー22の濃度差に起因して屈折率分布が形成されているため、実質的には一体構造であるといえる。したがって、凸部12の表面形状がいかなる形状であっても、マイクロレンズアレイ1は一体的なものとして取り扱うことができ、大量生産に向くロールツウロール工程が可能なレンズ付きシートとして作製することができる。   In the microlens array 1 having such a structure, the surface shape is formed due to the volume reduction of the polymer 21 and the refractive index distribution is formed due to the concentration difference of the monomer 22 dispersed in the polymer 21. Therefore, it can be said that it is a substantially monolithic structure. Therefore, the microlens array 1 can be handled as an integral member regardless of the surface shape of the convex portion 12, and can be manufactured as a lens-attached sheet capable of a roll-to-roll process suitable for mass production. it can.

また、マイクロレンズアレイ1では、図2(d)に示すように、凸部12の外縁から頂上部121に向かってモノマー22の濃度が徐々に高くなっており、それに応じて図2(e)に示すように、屈折率も連続的に変化している。このようなモノマー22の濃度分布は、マイクロレンズアレイ1の構造の連続性という観点から有用である。すなわち、このようなモノマー22の濃度分布によれば、構造上の境界が生じ難いので、曲げ剛性等の機械的特性が不均一になるのを抑制し、例えば均等な曲率半径での湾曲操作が可能である等、取り扱い性の良好なマイクロレンズアレイ1を得ることができる。   Further, in the microlens array 1, as shown in FIG. 2D, the concentration of the monomer 22 gradually increases from the outer edge of the convex portion 12 toward the top 121, and accordingly, FIG. As shown, the refractive index also changes continuously. Such a concentration distribution of the monomer 22 is useful from the viewpoint of the continuity of the structure of the microlens array 1. That is, according to such a concentration distribution of the monomer 22, it is difficult to generate a structural boundary, so that it is possible to suppress uneven mechanical properties such as bending rigidity, and to perform a bending operation with, for example, a uniform curvature radius. It is possible to obtain a microlens array 1 with good handleability.

なお、本発明の凹凸構造体は、上述したようなマイクロレンズアレイ1以外の光学部品、例えば、カラーフィルター基板、光拡散板、光拡散フィルム、反射防止フィルム、偏光板、偏光フィルム、視野角向上フィルム、光学補償フィルム、回折格子フィルム、モスアイ構造体等の光学部品に適用することができる。   The concavo-convex structure of the present invention is an optical component other than the microlens array 1 as described above, such as a color filter substrate, a light diffusion plate, a light diffusion film, an antireflection film, a polarizing plate, a polarizing film, and a viewing angle improvement. It can be applied to optical parts such as films, optical compensation films, diffraction grating films, and moth-eye structures.

さらに、本発明の凹凸構造体は、光学部品以外のもの、例えば、帯電防止フィルム、指紋付着防止フィルム、撥水(撥液)構造体、低摩擦シート等に適用することもできる。   Furthermore, the concavo-convex structure of the present invention can also be applied to things other than optical components, such as an antistatic film, a fingerprint adhesion preventing film, a water-repellent (liquid-repellent) structure, a low friction sheet, and the like.

<マイクロレンズアレイの製造方法>
次に、本発明の凹凸構造体の製造方法の第1実施形態を適用したマイクロレンズアレイの製造方法について説明する。
<Method for manufacturing microlens array>
Next, a method for manufacturing a microlens array to which the first embodiment of the method for manufacturing an uneven structure according to the present invention is applied will be described.

図3は、本発明の凹凸構造体の製造方法の第1実施形態を適用したマイクロレンズアレイの製造方法を説明するための断面図、およびこの断面における屈折率分布を示すグラフである。なお、以下の説明では、図3の上方の面を「表面」、下方の面を「裏面」という。   FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing method of a microlens array to which the first embodiment of the manufacturing method of a concavo-convex structure of the present invention is applied, and a graph showing a refractive index distribution in this cross section. In the following description, the upper surface in FIG. 3 is referred to as “front surface”, and the lower surface is referred to as “back surface”.

マイクロレンズアレイ1の製造方法では、まず、基板30上に、ポリマー21とこのポリマー21より屈折率が低いモノマー22とを含む層3を用意する。次いで、この層3に対して部分的に活性放射線Rを照射する。これにより、層3において、照射領域31のポリマー21の体積が減少する。その結果、照射領域31が凹没し、非照射領域32が相対的に突出することになるため、非照射領域32に対応して凸部12が形成される。また、照射領域31におけるモノマー22の重合反応に伴い、非照射領域32から照射領域31に向かってモノマー22が移動する。その結果、凸部12の屈折率が相対的に上昇する。以下、各工程について順次説明する。   In the method of manufacturing the microlens array 1, first, the layer 3 including the polymer 21 and the monomer 22 having a refractive index lower than that of the polymer 21 is prepared on the substrate 30. Next, the layer 3 is partially irradiated with actinic radiation R. Thereby, in the layer 3, the volume of the polymer 21 in the irradiation region 31 is reduced. As a result, the irradiation region 31 is recessed and the non-irradiation region 32 protrudes relatively, so that the convex portion 12 is formed corresponding to the non-irradiation region 32. Further, the monomer 22 moves from the non-irradiation region 32 toward the irradiation region 31 with the polymerization reaction of the monomer 22 in the irradiation region 31. As a result, the refractive index of the convex portion 12 is relatively increased. Hereinafter, each process will be described sequentially.

[1]まず、基板30上に、ポリマー21とこのポリマー21より屈折率が低いモノマー22とを含む層3を用意する。この層3では、図3(a)に示すように、ポリマー21からなるマトリックス中に、モノマー22等が均一に分散している。   [1] First, a layer 3 including a polymer 21 and a monomer 22 having a refractive index lower than that of the polymer 21 is prepared on the substrate 30. In this layer 3, as shown in FIG. 3A, the monomer 22 and the like are uniformly dispersed in the matrix made of the polymer 21.

基板30には、例えば、シリコン基板、水晶基板、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリイミド基板等が用いられる。   As the substrate 30, for example, a silicon substrate, a quartz substrate, a glass substrate, a polyethylene terephthalate (PET) substrate, a polyimide substrate, or the like is used.

また、基板30の表面は、凹凸形状があるものでもよい。かかる凹凸形状としては、例えば、多数の凹部と凸部とを有する反射防止構造やレンズ形状を有する球面および非球面構造等がある。このような基板30を用いることにより、凹凸形状が層3に転写され、最終的に得られるマイクロレンズアレイ1の形状をより高度化することができる。   Further, the surface of the substrate 30 may have an uneven shape. Examples of the irregular shape include an antireflection structure having a large number of concave portions and convex portions, and a spherical and aspherical structure having a lens shape. By using such a substrate 30, the uneven shape is transferred to the layer 3, and the shape of the microlens array 1 finally obtained can be further enhanced.

(ポリマー)
ポリマー21としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として)用いることができる。
(polymer)
Examples of the polymer 21 include acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonates, polystyrenes, cyclic ether resins such as epoxy resins and oxetane resins, polyamides, polyimides, polybenzoxazoles, polysilanes, polysilazanes, silicone resins, Fluorine resin, polyurethane, polyolefin resin, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, polyester such as PET and PBT, polyethylene succinate, polysulfone, polyether, and cyclic olefins such as benzocyclobutene resin and norbornene resin These resins can be used, and one or more of these can be used in combination (as a polymer alloy, polymer blend (mixture), copolymer, etc.).

これらの中でも、ポリマー21としては、特に(メタ)アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択された少なくとも1種を主とするものが好ましい。これらの樹脂を主とするポリマー21を用いることにより、光透過率等の光学特性に優れ、かつ、耐候性や機械的特性にも優れたマイクロレンズアレイ1が得られる。マイクロレンズアレイ1では、モノマー22の濃度分布によって屈折率分布Nを形成するだけでなく、ポリマー21の構造変化によっても屈折率分布Nが形成される。このような挙動を実現するためには、ポリマー21の化学構造について、主鎖と、後述する活性放射線Rにより主鎖から離脱する離脱性基および重合性基の少なくとも一方と、を有する構造に設計すればよい。これにより、活性放射線Rの照射によって、主鎖から離脱性基を離脱させることができ、その結果、ポリマー21の屈折率を変化させることができる。そして、モノマー22の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。また、これらの樹脂を主とするポリマー21は、層3の成膜条件や活性放射線Rの照射条件等を適宜設定することにより、離脱性基の離脱に伴って、離脱性基の離脱した分だけ、体積減少を発現し得るものである。また、重合性基が反応して、体積減少を実現することもできる。これらの体積減少に伴い、十分な深さを有する凹部を形成することができ、凹部の配置や大きさ等を適宜設定することにより、層3に対して多様な表面形状を形成することができる。   Among these, the polymer 21 mainly includes at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resins, epoxy resins, silicone resins, polyimide resins, fluorine resins, and polyolefin resins. Those that do are preferred. By using the polymer 21 mainly composed of these resins, the microlens array 1 having excellent optical characteristics such as light transmittance and excellent weather resistance and mechanical characteristics can be obtained. In the microlens array 1, not only the refractive index distribution N is formed by the concentration distribution of the monomer 22, but also the refractive index distribution N is formed by the structural change of the polymer 21. In order to realize such behavior, the chemical structure of the polymer 21 is designed to have a main chain and a structure having at least one of a leaving group and a polymerizable group that are released from the main chain by actinic radiation R described later. do it. Thus, the leaving group can be removed from the main chain by irradiation with the actinic radiation R, and as a result, the refractive index of the polymer 21 can be changed. Then, coupled with the refractive index change due to the concentration distribution of the monomer 22, the amount of change in the refractive index can be controlled more finely. In addition, the polymer 21 mainly composed of these resins can be obtained by setting the film forming conditions of the layer 3 and the irradiation conditions of the actinic radiation R as appropriate so that the leaving group is released as the leaving group is released. Only a decrease in volume can be manifested. Moreover, a polymeric group reacts and it can also implement | achieve volume reduction. With these volume reductions, recesses having a sufficient depth can be formed, and various surface shapes can be formed on the layer 3 by appropriately setting the arrangement and size of the recesses. .

このような離脱性基としては、例えば、分子構造中に、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものが挙げられる。かかる離脱性基は、活性放射線Rの作用によって主鎖から容易に離脱するが、カチオンの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。   Examples of such a leaving group include those having at least one of an —O— structure, an —Si—aryl structure, and an —O—Si— structure in a molecular structure. Such a leaving group is easily detached from the main chain by the action of actinic radiation R, but cleavage is further promoted by utilizing the action of a cation.

このうち、離脱によりポリマー21の屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。   Among these, the leaving group that causes a decrease in the refractive index of the polymer 21 by leaving is preferably at least one of a -Si-diphenyl structure and a -O-Si-diphenyl structure.

また、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、活性放射線Rの作用によって主鎖から容易に離脱するが、フリーラジカルの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。   Moreover, as another leaving group, the substituent which has an acetophenone structure at the terminal is mentioned, for example. This leaving group is easily detached from the main chain by the action of actinic radiation R, but cleavage is further promoted by utilizing the action of free radicals.

離脱性基の量は、特に限定されないが、ポリマー21全質量に対して10〜80質量%であるのが好ましく、20〜60質量%であるのがより好ましい。離脱性基の量が前記範囲内であると、屈折率変調機能(屈折率差を変化させる効果)に優れたポリマーとすることができるとともに、形成されるマイクロレンズアレイ1の機械的特性の向上を図ることができる。   The amount of the leaving group is not particularly limited, but is preferably 10 to 80% by mass and more preferably 20 to 60% by mass with respect to the total mass of the polymer 21. When the amount of the leaving group is within the above range, a polymer having an excellent refractive index modulation function (an effect of changing the refractive index difference) can be obtained, and mechanical characteristics of the formed microlens array 1 can be improved. Can be achieved.

かかる離脱性基を有するポリマーは、原料モノマーと、この原料モノマーに離脱性基を導入したモノマーとを重合することにより、容易に得ることができる。   Such a polymer having a leaving group can be easily obtained by polymerizing a raw material monomer and a monomer having a leaving group introduced into the raw material monomer.

また、重合性基としてはエポキシ基、アクリル基、オキセタン基、マレイミド基等が挙げられる。   Examples of the polymerizable group include an epoxy group, an acrylic group, an oxetane group, and a maleimide group.

ポリマー21としては、優れた光透過性を有し、さらに優れた耐熱性を有するものが好ましく用いられる。また、ポリマー21には、後述するモノマー22と相溶性を有するもの、さらに、その中でも後述するようにモノマー22が反応(重合反応や架橋反応)可能であり、モノマー22が反応した後においても十分な透明性を有するものが好適に用いられる。   As the polymer 21, a polymer having excellent light transmittance and further excellent heat resistance is preferably used. In addition, the polymer 21 has compatibility with the monomer 22 described later, and among them, the monomer 22 can react (polymerization reaction or crosslinking reaction) as described later, and even after the monomer 22 has reacted. Those having high transparency are preferably used.

ここで、「相溶性を有する」とは、モノマー22が少なくとも混和して、活性放射線Rを照射する時に、相分離によって放射線が反射等の影響を及ぼさない状態であればよい。   Here, “having compatibility” may be a state where the monomer 22 is at least mixed and irradiated with actinic radiation R so that the radiation does not have an influence such as reflection due to phase separation.

以下、ポリマー21についてさらに詳述する。
((アクリル系ポリマー))
(メタ)アクリル系ポリマーは、アクリル酸、アクリル酸エステルのようなアクリル酸系モノマー、メタクリル酸、メタクリル酸エステルのようなメタクリル酸系モノマー、またはこれらの誘導体(例えば、アルコキシ誘導体、カプロラクトン誘導体等)を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合してなるポリマー(樹脂およびゴムを含む。)である。
Hereinafter, the polymer 21 will be further described in detail.
((Acrylic polymer))
(Meth) acrylic polymers are acrylic monomers such as acrylic acid and acrylic esters, methacrylic monomers such as methacrylic acid and methacrylic esters, or derivatives thereof (for example, alkoxy derivatives, caprolactone derivatives, etc.) Is a polymer (including resin and rubber) obtained by polymerizing this raw material monomer.

したがって、(メタ)アクリル系ポリマーとしては、上記原料モノマーの1種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる2種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。   Therefore, as the (meth) acrylic polymer, a homopolymer obtained by polymerizing one of the raw material monomers, a copolymer obtained by polymerizing two or more different raw material monomers, the raw material monomer and another raw material monomer Examples thereof include copolymers formed by polymerization.

かかる原料モノマーとしては、例えば、単官能(メタ)アクリレート、2官能(メタ)アクリレート、3官能以上の多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of such raw material monomers include monofunctional (meth) acrylate, bifunctional (meth) acrylate, trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylate, and the like.

単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチルヘプチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートのような脂肪族(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレートのような脂環式(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェニル(メタ)アクリレート、p−クミルフェニル(メタ)アクリレート、o−ビフェニル(メタ)アクリレート、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(o−フェニルフェノキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(1−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(2−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレートのような芳香族(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−N−カルバゾールのような複素環式(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of monofunctional (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and s-butyl. (Meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl heptyl (meth) ) Acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate Rate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-chloro-2- Aliphatic (meth) acrylates such as hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) Acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methyl-3-oxetanylmethyl (meth) acrylate, 1-adamantyl (meth) acrylate Cycloaliphatic (meth) acrylates such as salt, phenyl (meth) acrylate, nonylphenyl (meth) acrylate, p-cumylphenyl (meth) acrylate, o-biphenyl (meth) acrylate, 1-naphthyl (meth) acrylate, 2-naphthyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3- (o-phenylphenoxy) propyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3 -(1-naphthoxy) propyl (meth) acrylate, aromatic (meth) acrylate such as 2-hydroxy-3- (2-naphthoxy) propyl (meth) acrylate, 2-tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, N- (Meth) acryloyloxye And heterocyclic (meth) acrylates such as tilhexahydrophthalimide and 2- (meth) acryloyloxyethyl-N-carbazole.

また、2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレートのような脂肪族(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレートのような脂環式(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、フルオレン型ジ(メタ)アクリレートのような芳香族(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレートのような複素環式(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the bifunctional (meth) acrylate include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, and polyethylene glycol di ( (Meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,3 -Butanediol di (meth) acrylate, 2-methyl-1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, ne Pentyl glycol di (meth) acrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol Fats such as di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol (meth) acrylate Alicyclic (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol (meth) acrylate, hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, hydrogenated bisphenol F di (meth) acrylate ( (Meth) acrylate, bispheno Such as aromatic A (meth) acrylate such as di- (meth) acrylate, bisphenol F di (meth) acrylate, bisphenol AF di (meth) acrylate, fluorene type di (meth) acrylate, and isocyanuric acid di (meth) acrylate And heterocyclic (meth) acrylates.

また、3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートのような脂肪族(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレートのような複素環式(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylates include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, and pentaerythritol tetra (meth) acrylate. And aliphatic (meth) acrylates such as dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and heterocyclic (meth) acrylates such as isocyanuric acid tri (meth) acrylate.

なお、上記原料モノマーと重合させる他の原料モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、アクリロニトリル等が挙げられ、上記原料モノマーとしてアクリル酸(メタクリル酸)系モノマーを選択した場合には、これらを重合することにより、アクリルゴムが得られる。   In addition, although it does not specifically limit as another raw material monomer superposed | polymerized with the said raw material monomer, For example, an acrylonitrile etc. are mentioned, When acrylic acid (methacrylic acid) type monomer is selected as said raw material monomer, these are superposed | polymerized. By doing so, an acrylic rubber is obtained.

また、上記原料モノマーとしては、例えば、MMAモノマー(クラレ製または三菱レイヨン製)、アクリレートモノマー(ダイセル・サイテック製)、ブレンマー(日油製)、アクリル酸エステルモノマー(日本触媒製)、光硬化性モノマー・オリゴマー(新中村化学工業製)等が挙げられる。   Examples of the raw material monomer include MMA monomer (manufactured by Kuraray or Mitsubishi Rayon), acrylate monomer (manufactured by Daicel Cytec), Blemmer (manufactured by NOF), acrylate monomer (manufactured by Nippon Shokubai), photocurability. Monomers / oligomers (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), etc.

(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において1×10〜3×10程度であることが好ましく、3×10〜2×10程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量の(メタ)アクリル系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー22との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ1の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー21中においてモノマー22を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Nを確実に形成することができる。 The weight average molecular weight of the (meth) acrylic polymer is not particularly limited, but is preferably about 1 × 10 4 to 3 × 10 5 in terms of polystyrene, and preferably about 3 × 10 4 to 2 × 10 5. More preferred. By using such a (meth) acrylic polymer having a weight average molecular weight, the compatibility with the monomer 22 described later can be improved, and the mechanical characteristics of the microlens array 1 can be improved. As a result, the monomer 22 can be moved in the polymer 21 at a necessary and sufficient speed and distance, and the target refractive index distribution N can be reliably formed.

さらに、エポキシ基を有する(メタ)アクリル系ポリマーを用いることもできる。   Furthermore, a (meth) acrylic polymer having an epoxy group can also be used.

この(メタ)アクリル系ポリマーを得る場合、原料モノマーには、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、α−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、α−プロピルグリシジル(メタ)アクリレート、α−ブチルグリシジル(メタ)アクリレート、2−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、2−プロピルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシヘプチル(メタ)アクリレート、α−エチル−6,7−エポキシヘプチル(メタ)アクリレート、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルブチル(メタ)アクリレート等のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   When obtaining this (meth) acrylic polymer, examples of the raw material monomer include glycidyl (meth) acrylate, α-ethylglycidyl (meth) acrylate, α-propylglycidyl (meth) acrylate, and α-butylglycidyl (meth) acrylate. 2-methylglycidyl (meth) acrylate, 2-ethylglycidyl (meth) acrylate, 2-propylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, 3,4-epoxyheptyl (meth) acrylate, α-ethyl-6,7-epoxyheptyl (meth) acrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acryl , 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylbutyl (meth) acrylate, etc. Can be used.

また、上記原料モノマーとしては、例えば、EBECRYL(ダイセル・サイテック製)、デナコールアクリレート(ナガセケムテックス製)、ネオポール(日本ユピカ製)等を用いることができる。さらに、エポキシ基を有する(メタ)アクリル系ポリマーとしては、例えば、ブレンマー(日油製)等を用いることができる。   Further, as the raw material monomer, for example, EBECRYL (manufactured by Daicel Cytec), Denacol acrylate (manufactured by Nagase ChemteX), Neopol (manufactured by Nippon Iupika) and the like can be used. Furthermore, as the (meth) acrylic polymer having an epoxy group, for example, Blemmer (manufactured by NOF Corporation) can be used.

また、マレイミド変性アクリル系ポリマーも用いることができる。このポリマーとしては、例えば、アロンタック(東亞合成製)等を用いることができ、また、原料モノマーとしては、例えば、アロニックス(東亞合成製)等を用いることができる。   A maleimide-modified acrylic polymer can also be used. As this polymer, for example, Aron Tac (manufactured by Toagosei) or the like can be used, and as a raw material monomer, for example, Aronix (manufactured by Toagosei) or the like can be used.

さらには、フッ素含有(メタ)アクリル系ポリマーも用いることができる。このポリマーを得るための原料モノマーとしては、例えば、ダイキン工業製 METHACRYLATES CAS No.1799-84-4(2-(perfluorobutyl)ethyl methacrylate)、ユニマテック製 ケミノックス等を用いることができる。   Furthermore, a fluorine-containing (meth) acrylic polymer can also be used. As a raw material monomer for obtaining this polymer, for example, METHACRYLATES CAS No. 1799-84-4 (2- (perfluorobutyl) ethyl methacrylate) manufactured by Daikin Industries Ltd., Unimatec Cheminox and the like can be used.

この他に、(メタ)アクリル系ポリマーとして、スミペックスMHF(住友化学製)、シリコーングラフト(メタ)アクリル系ポリマーとして、サイマックUS−352(東亞合成製)、UV硬化型(メタ)アクリル系ポリマーとして、8KX−018C(大成ファインケミカル製)を使用することができる。   In addition, as (meth) acrylic polymer, Sumipex MHF (manufactured by Sumitomo Chemical), silicone graft (meth) acrylic polymer, Cymac US-352 (manufactured by Toagosei), UV curable (meth) acrylic polymer 8KX-018C (manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd.) can be used.

また、原料モノマーには、末端アクリルポリエーテルとして、デナコールアクリレートDA−931(ナガセケムテックス製)、末端メタクリルシリコーンオイルとして、BY167−152C(東レ・ダウコーニング製)、水性アクリレートとして、RD−180(互応化学工業製)、ビスフェノールAジアクリレートとして、ABE−300、フルオレンジアクリレートとして、A−BPEF(以上、新中村化学工業製)、ウレタンアクリレートとして、MiramerHR−3700(東洋ケミカルズ製)、ベンジル(メタ)アクリレート(日立化成工業製)等を使用することができる。   In addition, as raw material monomers, terminal acrylic polyether, Denacol acrylate DA-931 (manufactured by Nagase ChemteX), terminal methacryl silicone oil, BY167-152C (manufactured by Toray Dow Corning), aqueous acrylate, RD-180 (Manufactured by Mutual Chemical Industries), ABE-300 as bisphenol A diacrylate, A-BPEF (above, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) as full orange acrylate, Miramer HR-3700 (manufactured by Toyo Chemicals), benzyl ( A (meth) acrylate (made by Hitachi Chemical Co., Ltd.) etc. can be used.

((エポキシ系ポリマー))
エポキシ系ポリマーは、ノルボルネン系エポキシモノマー、ケイ素含有エポキシモノマー、脂環式エポキシモノマー、ビスフェノール型エポキシモノマー、フッ素化エポキシモノマー、脂肪族エポキシモノマー、ナフタレン環含有エポキシモノマー、芳香環含有エポキシモノマー等のエポキシモノマーまたはこれらの誘導体を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合してなるポリマー(樹脂およびゴムを含む。)である。
((Epoxy polymer))
Epoxy polymers include norbornene-based epoxy monomers, silicon-containing epoxy monomers, alicyclic epoxy monomers, bisphenol-type epoxy monomers, fluorinated epoxy monomers, aliphatic epoxy monomers, naphthalene ring-containing epoxy monomers, aromatic ring-containing epoxy monomers, etc. A polymer (including resin and rubber) obtained by polymerizing the raw material monomer using a monomer or a derivative thereof as the raw material monomer.

したがって、エポキシ系ポリマーとしては、上記原料モノマーの1種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる2種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。   Therefore, as an epoxy polymer, a homopolymer obtained by polymerizing one of the above raw material monomers, a copolymer obtained by polymerizing two or more different raw material monomers, and the above raw material monomer and another raw material monomer are polymerized. And the like.

このような原料モノマーのうち、ノルボルネン系エポキシモノマーとしては、例えば、下記式(1)で表わされるものが挙げられる。   Among such raw material monomers, examples of the norbornene epoxy monomer include those represented by the following formula (1).

なお、式(1)で表される化合物は、エポキシノルボルネンであり、このような化合物としては、例えば、プロメラス社製 EpNBを使用することができる。この他、ジシクロペンタジエン型エポキシモノマーとして、DIC製 HP−7200HHHを使用することができる。   In addition, the compound represented by Formula (1) is epoxy norbornene, For example, ProNBAS EpNB can be used as such a compound. In addition, HP-7200HHH manufactured by DIC can be used as the dicyclopentadiene type epoxy monomer.

また、ケイ素含有エポキシモノマーとしては、例えば、下記式(2)または式(3)で表わされるものが挙げられる。   Moreover, as a silicon containing epoxy monomer, what is represented by following formula (2) or Formula (3) is mentioned, for example.

なお、式(2)で表される化合物は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであり、この化合物としては、例えば、東レ・ダウコーニング社製 Z−6040を使用することができる。また、式(3)で表される化合物は、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランであり、この化合物としては、例えば、東京化成製 E0327を使用することができる。この他、東レ・ダウコーニング社製 SF8413、BY16−839、SF8421を使用することができる。   In addition, the compound represented by Formula (2) is (gamma) -glycidoxy propyl trimethoxysilane, As this compound, Toray Dow Corning Z-6040 can be used, for example. Moreover, the compound represented by Formula (3) is 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and as this compound, for example, E0327 manufactured by Tokyo Chemical Industry can be used. In addition, SF8413, BY16-839, and SF8421 manufactured by Toray Dow Corning can be used.

さらに、脂環式エポキシモノマーとしては、例えば、下記式(4)〜式(6)で表わされるものが挙げられる。   Furthermore, as an alicyclic epoxy monomer, what is represented by following formula (4)-Formula (6) is mentioned, for example.

なお、式(4)で表される化合物は、3、4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’、4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートであり、この化合物としては、例えば、ダイセル化学社製 セロキサイド2021Pを使用することができる。また、式(5)で表される化合物は、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサンであり、この化合物としては、例えば、ダイセル化学社製 セロキサイド2000を使用することができる。さらに、式(6)で表される化合物は、1,2:8,9ジエポキシリモネンであり、この化合物としては、例えば、(ダイセル化学社製 セロキサイド3000)を使用することができる。この他、ダイセル化学社製 セロキサイド2081を使用することもできる。   The compound represented by the formula (4) is 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate, and as this compound, for example, Celoxide 2021P manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. is used. can do. Further, the compound represented by the formula (5) is 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane. As this compound, for example, Celoxide 2000 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. can be used. Further, the compound represented by the formula (6) is 1,2: 8,9 diepoxy limonene, and as this compound, for example, (Celoxide 3000 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) can be used. In addition, Celoxide 2081 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. can also be used.

また、ビスフェノール型エポキシモノマーとしては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、下記式(7)で表わされるものが挙げられる。   Examples of the bisphenol-type epoxy monomer include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, and those represented by the following formula (7).

なお、式(7)で表される化合物としては、具体的には、例えば、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル(式(7)中、n=1、R〜Rがすべて水素原子のもの)、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル(式(7)中、n=0、R〜Rがすべて水素原子のもの)等が挙げられる。この他、ビスA型エポキシモノマーとして、新日鐵化学製 YD−128S、YD−020G、水添ビスA型エポキシモノマーとして、新日鐵化学製 ST−3000、ST−4000Dを使用することもできる。 In addition, as a compound represented by Formula (7), specifically, for example, bisphenoxyethanol fluorenediglycidyl ether (in Formula (7), n = 1, and R 1 to R 6 are all hydrogen atoms) Bisphenol fluorenediglycidyl ether (in formula (7), n = 0, R 1 to R 6 are all hydrogen atoms), and the like. In addition, YS-128S and YD-020G manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. can be used as bis A type epoxy monomers, and ST-3000 and ST-4000D manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. can be used as hydrogenated bis A type epoxy monomers. .

さらに、フッ素化エポキシモノマーとしては、例えば、下記式(8)で表わされるものが挙げられる。この他、ダイキン工業製 EPOXIDES CAS No.74328-56-6(1,6-bis(2',3'-epoxypropyl)-perfluoro-n-hexane)、EPOXIDES CAS No.791-22-0(1,4-bis(2',3'-epoxypropyl)-perfluoro-n-butane)を使用することもできる。   Furthermore, as a fluorinated epoxy monomer, what is represented by following formula (8) is mentioned, for example. In addition, Daikin Industries 'EPOXIDES CAS No.74328-56-6 (1,6-bis (2', 3'-epoxypropyl) -perfluoro-n-hexane), EPOXIDES CAS No.791-22-0 (1, 4-bis (2 ′, 3′-epoxypropyl) -perfluoro-n-butane) can also be used.

また、脂肪族エポキシモノマーとしては、例えば、下記式(9)で表わされるものが挙げられる。この他、多官能脂肪族エポキシモノマーとして、ナガセケムテックス製 デナコールEX−850L、デナコールEX−216Lを使用することができる。   Moreover, as an aliphatic epoxy monomer, what is represented by following formula (9) is mentioned, for example. In addition, Denasel EX-850L and Denacol EX-216L manufactured by Nagase ChemteX can be used as the polyfunctional aliphatic epoxy monomer.

さらに、ナフタレン環含有エポキシモノマーとしては、例えば、下記式(10)で表わされるものが挙げられる。   Furthermore, as a naphthalene ring containing epoxy monomer, what is represented by following formula (10) is mentioned, for example.

Figure 2015138242
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[式(7)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基である。また、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基である。さらに、各nは、それぞれ独立して、0〜10の整数を表わす。]
Figure 2015138242


[In Formula (7), R < 1 > -R < 4 > is a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group each independently. R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or a methyl group. Further, each n independently represents an integer of 0 to 10. ]

Figure 2015138242


[式(8)中、nは、2〜10の整数を表わす。]
Figure 2015138242


[In Formula (8), n represents the integer of 2-10. ]

Figure 2015138242


[式(9)中、nは、2〜10の整数を表わす。]
Figure 2015138242


[In formula (9), n represents an integer of 2 to 10. ]

Figure 2015138242


[式(10)中、Rは、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、またはフェニル基を表わす。]
Figure 2015138242


[In Formula (10), R represents a hydrogen atom, a C1-C4 alkyl group, or a phenyl group. ]

また、エポキシ系ポリマーまたは原料モノマーとしては、上記の他に、エピコート(ジャパンエポキシレジン製)、フェノキシ樹脂YPシリーズ、ノボラック型エポキシ樹脂YDCNシリーズ(以上、新日鐵化学製)、オグソールEG(大阪ガスケミカル製)、ビフェニル型エポキシ樹脂YX−4000H(三菱化学製)、リカレジン(新日本理化製)、シリコーン変性エポキシ(信越化学工業製または東レ・ダウコーニング製)、デナコール(ナガセケムテックス製)、フッ素化エポキシ(ダイキン工業製)、ARUFON UG−4000、4035、4040(東亞合成製)、アロンオキセタンOXT−213、221、211(東亞合成製)等を使用することができる。   In addition to the above, as an epoxy polymer or raw material monomer, Epicoat (manufactured by Japan Epoxy Resin), phenoxy resin YP series, novolac type epoxy resin YDCN series (above, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), Ogsol EG (Osaka Gas) Chemical), Biphenyl type epoxy resin YX-4000H (Mitsubishi Chemical), Rica Resin (Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.), Silicone modified epoxy (Shin-Etsu Chemical or Toray Dow Corning), Denacol (Nagase ChemteX), Fluorine Epoxy (made by Daikin Industries), ARUFON UG-4000, 4035, 4040 (made by Toagosei), Aron Oxetane OXT-213, 221, 211 (made by Toagosei) and the like can be used.

なお、エポキシ系ポリマーを、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマーとする場合、他の原料モノマーとしては、上記原料モノマーと異なる種類のものであれば、特に限定されない。   In addition, when making an epoxy-type polymer into the copolymer formed by superposing | polymerizing the said raw material monomer and another raw material monomer, if it is a thing different from the said raw material monomer as another raw material monomer, it will not specifically limit.

エポキシ系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において1×10〜3×10程度であることが好ましく、3×10〜2×10程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のエポキシ系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー22との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ1の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー21中においてモノマー22を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Nを確実に形成することができる。 The weight average molecular weight of the epoxy polymer is not particularly limited, but is preferably about 1 × 10 4 to 3 × 10 5 in terms of polystyrene, and more preferably about 3 × 10 4 to 2 × 10 5 . By using such an epoxy polymer having a weight average molecular weight, compatibility with the monomer 22 described later can be improved, and mechanical characteristics of the microlens array 1 can be improved. As a result, the monomer 22 can be moved in the polymer 21 at a necessary and sufficient speed and distance, and the target refractive index distribution N can be reliably formed.

((シリコーン系ポリマー))
シリコーン系ポリマーとは、オルガノアルコキシシランまたはその誘導体を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合(加水分解・縮合または縮合)してなるポリマー(樹脂およびゴムを含む。)である。
((Silicone polymer))
The silicone polymer is a polymer (including resin and rubber) obtained by polymerizing (hydrolyzing / condensing or condensing) the raw material monomer using organoalkoxysilane or a derivative thereof as a raw material monomer.

したがって、シリコーン系ポリマー(ポリオルガノシロキサン)としては、上記原料モノマーの1種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる2種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。   Therefore, as a silicone polymer (polyorganosiloxane), a homopolymer obtained by polymerizing one of the above raw material monomers, a copolymer obtained by polymerizing two or more different raw material monomers, the above raw material monomer and other raw material monomers And a copolymer obtained by polymerizing and the like.

このように原料モノマー(シリコーンモノマー)として用いられるオルガノアルコキシシランとしては、特に限定されないが、例えば、下記式(11)で表わされるものが挙げられる。   The organoalkoxysilane used as a raw material monomer (silicone monomer) is not particularly limited, and examples thereof include those represented by the following formula (11).

Figure 2015138242


[式(11)中、R、Rは、それぞれ独立して、一価の有機基である。また、Rは、アルキル基またはアルコキシアルキル基である。さらに、mは、0または1であり、nは、0〜3の整数を表わす。]
Figure 2015138242


[In Formula (11), R 1 and R 3 are each independently a monovalent organic group. R 2 is an alkyl group or an alkoxyalkyl group. Furthermore, m is 0 or 1, and n represents an integer of 0 to 3. ]

なお、式(11)中、R、R(一価の有機基)は、具体的には、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のようなアルキル基、ビニル基、アリル基のようなアルケニル基、フェニル基、トリル基のようなアリール基、ナフチル基、フェネチル基のようなアラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基およびこれら有機基中の炭素原子の一部が窒素原子、酸素原子、珪素原子、硫黄原子、リン原子またはこれら原子を含む原子団等で置換されたものが挙げられる。 In formula (11), R 1 and R 3 (monovalent organic group) are each independently an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, vinyl Group, alkenyl group such as allyl group, aryl group such as phenyl group and tolyl group, aralkyl group such as naphthyl group and phenethyl group, halogenated alkyl group, halogenated aryl group and carbon atoms in these organic groups Examples thereof include a nitrogen atom, an oxygen atom, a silicon atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, or an atomic group containing these atoms.

また、Rは、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のようなアルキル基、メトキシメチル基、エトキシメトキシ基、プロポキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ基、ブトキシエトキシ基のようなアルコキシアルキル基が挙げられる。 R 2 is specifically an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethoxy group, a propoxymethoxy group, a methoxyethoxy group, an ethoxyethoxy group, or a propoxyethoxy group. And an alkoxyalkyl group such as a butoxyethoxy group.

以上のような式(11)で表わされるオルガノアルコキシシランとしては、具体的には、例えば、イソプロピルトリメトキシシラン、ネオペンチルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、4−ビニルフェニルトリメトキシシラン、トリメチルシリルメチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、エチニルトリメトキシシラン、ジエチニルジメトキシシラン、4−ビニルフェニルトリエトキシシラン、トリメチルシリルメチルトリエトキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、シクロペンチルトリイソプロポキシシラン、ネオペンチルトリブトキシシラン、イソプロピルメチルジメトキシシラン、メチルネオペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、メチルシクロペンチルジメトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、(4−クロロフェニル)メチルジメトキシシラン、エチルプロピルジメトキシシラン、エチルイソペンチルジメトキシシラン、エチルネオペンチルジメトキシシラン、エチルシクロペンチルジメトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシラン、エチル−3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、ブチルプロピルジメトキシシラン、sec−ブチルプロピルジメトキシシラン、ペンチルプロピルジメトキシシラン、ヘキシルプロピルジメトキシシラン、3−クロロプロピルプロピルジメトキシシラン、3−ブロモプロピルプロピルジメトキシシラン、イソプロピル−sec−ブチルジメトキシシラン、イソプロピルシクロペンチルジメトキシシラン、イソプロピルビニルジメトキシシラン、シクロペンチルイソブチルジメトキシシラン、ジヘキシルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ビス(トリメチルシリルメチル)ジメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルヘキシルジメトキシシラン、sec−ブチルメチルジエトキシシラン、エチルプロピルジエトキシシラン、エチル−tert−ブチルジエトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルブチルエトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、4−メトキシフェニルビニルジエトキシシラン、イソブチルジメチルメトキシシラン、tert−ブチルジメチルメトキシシラン、(4−クロロフェニル)ジメチルメトキシシラン、ジメチル−2−チエニルメトキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、トリブチルメトキシシラン、イソブチルジメチルエトキシシラン、アリルジメチルエトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、フェニルジエチルエトキシシラン、ジプロピルイソブチルエトキシシラン、ジフェニルメチルエトキシシラン、アリルジメチルプロポキシシラン、トリエチルプロポキシシラン、ジフェニルメチルブトキシシラン、1,4−ビス(メチルジメトキシシリル)フェニレン、2−アミノエチルアミノメチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)トリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Specific examples of the organoalkoxysilane represented by the above formula (11) include isopropyltrimethoxysilane, neopentyltrimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, 4-vinylphenyltrimethoxysilane, and trimethylsilylmethyl. Trimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, ethynyltrimethoxysilane, diethynyldimethoxysilane, 4-vinylphenyltriethoxysilane, trimethylsilylmethyltriethoxysilane, isopropyltripropoxysilane, cyclopentyltriisopropoxysilane, neopentylriboxysilane, Isopropylmethyldimethoxysilane, methylneopentyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, methylcyclopentyldimeth Sisilane, allylmethyldimethoxysilane, (4-chlorophenyl) methyldimethoxysilane, ethylpropyldimethoxysilane, ethylisopentyldimethoxysilane, ethylneopentyldimethoxysilane, ethylcyclopentyldimethoxysilane, phenylethyldimethoxysilane, ethyl-3,3,3 -Trifluoropropyldimethoxysilane, butylpropyldimethoxysilane, sec-butylpropyldimethoxysilane, pentylpropyldimethoxysilane, hexylpropyldimethoxysilane, 3-chloropropylpropyldimethoxysilane, 3-bromopropylpropyldimethoxysilane, isopropyl-sec-butyl Dimethoxysilane, isopropylcyclopentyldimethoxysilane, isopropylvinyldimethoxy Run, cyclopentylisobutyldimethoxysilane, dihexyldimethoxysilane, dicyclopentyldimethoxysilane, bis (trimethylsilylmethyl) dimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropylhexyldimethoxysilane, sec-butylmethyldiethoxysilane, ethylpropyldiethoxysilane , Ethyl-tert-butyldiethoxysilane, dipropyldiethoxysilane, diisopropyldiethoxysilane, diisopropylbutylethoxysilane, dicyclopentyldiethoxysilane, 4-methoxyphenylvinyldiethoxysilane, isobutyldimethylmethoxysilane, tert-butyldimethyl Methoxysilane, (4-chlorophenyl) dimethylmethoxysilane, dimethyl-2-thienylmethoxysilane, Propylmethoxysilane, tributylmethoxysilane, isobutyldimethylethoxysilane, allyldimethylethoxysilane, triethylethoxysilane, phenyldiethylethoxysilane, dipropylisobutylethoxysilane, diphenylmethylethoxysilane, allyldimethylpropoxysilane, triethylpropoxysilane, diphenylmethyl Butoxysilane, 1,4-bis (methyldimethoxysilyl) phenylene, 2-aminoethylaminomethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, 2- (2-aminoethylthioethyl) triethoxysilane, β- ( 3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, and the like.

なお、シリコーン系ポリマーを、上記原料モノマー(オルガノアルコキシシラン)と他の原料モノマーとを重合してなるコポリマーとする場合、他の原料モノマーとしては、上記原料モノマーと異なる種類のものであれば、特に限定されない。   When the silicone polymer is a copolymer obtained by polymerizing the raw material monomer (organoalkoxysilane) and another raw material monomer, the other raw material monomer may be of a different type from the raw material monomer, There is no particular limitation.

シリコーン系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において1×10〜3×10程度であることが好ましく、3×10〜2×10程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のシリコーン系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー22との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ1の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー21中においてモノマー22を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Nを確実に形成することができる。 Although the weight average molecular weight of a silicone type polymer is not specifically limited, It is preferable that it is about 1 * 10 < 4 > -3 * 10 < 5 > in polystyrene conversion, and it is more preferable that it is about 3 * 10 < 4 > -2 * 10 < 5 >. By using a silicone-based polymer having such a weight average molecular weight, compatibility with the monomer 22 described later can be improved, and mechanical characteristics of the microlens array 1 can be improved. As a result, the monomer 22 can be moved in the polymer 21 at a necessary and sufficient speed and distance, and the target refractive index distribution N can be reliably formed.

((ポリイミド系ポリマー))
ポリイミド系ポリマーとは、テトラカルボン酸無水物とジアミンとを反応させることにより得られるポリアミド酸を加熱・硬化(イミド化)させてなるポリイミド(オリゴマー)を含むポリマーである。
((Polyimide polymer))
The polyimide polymer is a polymer containing a polyimide (oligomer) obtained by heating and curing (imidizing) a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic acid anhydride and a diamine.

したがって、ポリイミド系ポリマーとしては、1種の上記ポリイミドを重合してなるホモポリマー、2種以上の上記ポリイミドを重合してなるブロックコポリマー、上記ポリイミドと他のオリゴマーとを重合してなるブロックコポリマー等が挙げられる。   Therefore, as the polyimide polymer, a homopolymer obtained by polymerizing one kind of the above polyimide, a block copolymer obtained by polymerizing two or more kinds of the above polyimide, a block copolymer obtained by polymerizing the above polyimide and another oligomer, etc. Is mentioned.

このようなポリイミドを得るために用いられるテトラカルボン酸無水物およびジアミンとしては、特に限定されないが、例えば、以下のようなものが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a tetracarboxylic anhydride and diamine used in order to obtain such a polyimide, For example, the following are mentioned.

すなわち、テトラカルボン酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン酸二無水物のような分子内にフッ素原子を含有しないものや、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)へキサフルオロプロパン二無水物、4,4−ビス(3,4−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン二無水物、(トリフルオロメチル)ビロメリット酸二無水物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸二無水物のような分子内にフッ素原子を含有するもの等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   That is, examples of the tetracarboxylic acid anhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl). ) Propane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone Those having no fluorine atom in the molecule such as acid dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 4,4-bis (3,4- Dicarboxytrifluorophenoxy) tetrafluorobenzene dianhydride, 1,4-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) tetrafluorobenzene dianhydride, Fluoromethyl) bimellitic dianhydride, di (trifluoromethyl) pyromellitic dianhydride, di (heptafluoropropyl) pyromellitic dianhydride containing fluorine atoms in the molecule Of these, one or two or more of these can be used in combination.

また、ジアミンとしては、例えば、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(3−アミノフェニル)スルホキシド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノンのような分子内にフッ素原子を含有しないものや、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、2−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2’−トリフルオロメチル−3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)−4−トリフルオロメチルベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−5−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−5−トリフルオロメチルフェノキシ)−5−トリフルオロメチルベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンのような分子内にフッ素原子を含有するもの等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the diamine include m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, bis (3-aminophenyl) sulfide, and (3-aminophenyl) (4-aminophenyl). Sulfide, bis (3-aminophenyl) sulfoxide, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfoxide, bis (4-aminophenyl) sulfone, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfone, 3, 4′-diaminobenzophenone, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenyl) Noxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, 4, 4'-diamino-5,5'-diphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4,5'-dibiphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4 -No fluorine atom in the molecule such as biphenoxybenzophenone, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, 2-trifluoromethyl-4,4'-diamino Diphenyl ether, 2′-trifluoromethyl-3,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bi (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) -4-trifluoromethylbenzene, 1,3-bis (3- Amino-5-trifluoromethylphenoxy) benzene, 1,3-bis (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) -5-trifluoromethylbenzene, 1,4-bis (4-amino-2-trifluoro) Methylphenoxy) benzene, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane containing a fluorine atom in the molecule, etc. These can be used, and one or more of these can be used in combination.

なお、ポリイミド系ポリマーを、上記ポリイミド(オリゴマー)と他のオリゴマーとを重合してなるブロックコポリマーとする場合、他のオリゴマーとしては、上記ポリイミドと異なる種類のものであれば、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル系オリゴマー、エポキシ系オリゴマーおよびシリコーン系オリゴマー(オルガノシロキサンオリゴマー)のうちの少なくとも1種を用いることができる。   In addition, when the polyimide-based polymer is a block copolymer obtained by polymerizing the polyimide (oligomer) and another oligomer, the other oligomer is not particularly limited as long as it is of a type different from the polyimide, For example, at least one of (meth) acrylic oligomers, epoxy oligomers, and silicone oligomers (organosiloxane oligomers) can be used.

ポリイミド系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において1×10〜1×10程度であることが好ましく、2×10〜4×10程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のポリイミド系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー22との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ1の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー21中においてモノマー22を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Nを確実に形成することができる。 The weight average molecular weight of the polyimide-based polymer is not particularly limited, is preferably 1 × 10 4 ~1 × 10 about 6 in terms of polystyrene, and more preferably 2 × 10 5 ~4 × 10 about 5. By using a polyimide-based polymer having such a weight average molecular weight, compatibility with the monomer 22 described later can be improved, and mechanical characteristics of the microlens array 1 can be improved. As a result, the monomer 22 can be moved in the polymer 21 at a necessary and sufficient speed and distance, and the target refractive index distribution N can be reliably formed.

((フッ素系ポリマー))
フッ素系ポリマーとは、その分子構造中にフッ素原子を含有する重合体であり、本発明では、脂肪族環構造、イミド環構造、トリアジン環構造、ベンゾオキサゾール構造および芳香族環構造のうちの少なくとも1種の環構造を有し、かかる構造中にフッ素原子を含有するものであるのが好ましく用いられる。これらの中でも、特に、脂肪族環構造を主鎖として有する重合体であるのが好ましい。
((Fluoropolymer))
The fluorine-based polymer is a polymer containing a fluorine atom in its molecular structure. In the present invention, at least one of an aliphatic ring structure, an imide ring structure, a triazine ring structure, a benzoxazole structure, and an aromatic ring structure is used. It is preferably used that has one kind of ring structure and contains a fluorine atom in the structure. Among these, a polymer having an aliphatic ring structure as a main chain is particularly preferable.

脂肪族環構造を主鎖として有する重合体(以下、「含フッ素脂肪族環構造重合体」ということもある。)は、フッ素原子を含有する環構造を備えるモノマーや、フッ素原子と2以上の重合性不飽和結合とを備えるモノマーを原料モノマーとして、この原料モノマーを重合することにより得ることができる。   A polymer having an aliphatic ring structure as a main chain (hereinafter sometimes referred to as “fluorinated aliphatic ring structure polymer”) is a monomer having a ring structure containing a fluorine atom, a fluorine atom and two or more fluorine atoms. A monomer having a polymerizable unsaturated bond can be used as a raw material monomer to polymerize this raw material monomer.

したがって、含フッ素脂肪族環構造重合体としては、上記原料モノマーの1種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる2種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等とすることができる。   Therefore, the fluorine-containing aliphatic ring structure polymer includes a homopolymer obtained by polymerizing one of the raw material monomers, a copolymer obtained by polymerizing two or more different raw material monomers, the raw material monomer and other raw material monomers. And the like.

なお、本明細書中において、含フッ素脂肪族環構造重合体とは、その主鎖が複数の脂肪族環構造で主に構成され、この脂肪族環構造を構成する炭素原子の1つ以上にフッ素原子またはフッ素原子を含む原子団が結合しているものをいう。   In the present specification, the fluorine-containing aliphatic ring structure polymer is mainly composed of a plurality of aliphatic ring structures, and one or more carbon atoms constituting this aliphatic ring structure. A fluorine atom or an atomic group containing a fluorine atom is bonded.

このような含フッ素脂肪族環構造重合体は、具体的には、例えば、下記式(12)〜(16)に挙げるような構成単位(繰り返し単位)を主鎖に備えるものが挙げられる。   Specific examples of such a fluorinated alicyclic polymer include those having structural units (repeating units) as listed in the following formulas (12) to (16) in the main chain.

Figure 2015138242


[上記各式中、lは0〜5、mは0〜4、nは0〜1、l+m+nは1〜6、o、p、qは、それぞれ独立して、0〜5、o+p+qは1〜6であり、R、RおよびRは、それぞれ独立して、F、Cl、CF、C、CまたはOCFであり、XおよびXは、それぞれ独立して、FまたはClである。]
Figure 2015138242


[In the above formulas, l is 0-5, m is 0-4, n is 0-1, 1 + m + n is 1-6, o, p, q are each independently 0-5, o + p + q is 1-6. 6, R 1 , R 2 and R 3 are each independently F, Cl, CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 or OCF 3 , and X 1 and X 2 are each independently F or Cl. ]

かかる構成の含フッ素脂肪族環構造重合体を得るために、フッ素原子を含有する環構造を備えるモノマー(単量体)としては、例えば、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(2−メチル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(2−エチル−2プロピル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−4メチル−1,3−ジオキソール)のようなジオキソール環員炭素に、フッ素原子、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基のようなフッ素置換アルキル基が結合したペルフルオロジオキソール類を備えるものや、ペルフルオロ(4−メチル−2−メチレン−1,3−ジオキソラン)、ペルフルオロ(2−メチル−1,4−ジオキシン)のような含フッ素脂環構造を備えるもの等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   In order to obtain the fluorine-containing aliphatic ring structure polymer having such a configuration, examples of the monomer (monomer) having a ring structure containing a fluorine atom include perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole). , Perfluoro (2-methyl-1,3-dioxole), perfluoro (2-ethyl-2propyl-1,3-dioxole), perfluoro (2,2-dimethyl-4methyl-1,3-dioxole), etc. Those having perfluorodioxoles in which a fluorine-substituted alkyl group such as a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group or a heptafluoropropyl group is bonded to a dioxole ring member carbon, or perfluoro (4-methyl-2 -Methylene-1,3-dioxolane), perfluoro (2-methyl-1,4-dioxin) and the like Such as those comprising a fluorine alicyclic structure and the like, can be used singly or in combination of two or more of them.

また、フッ素原子と2以上の重合性不飽和結合とを備えるモノマー(単量体)としては、例えば、ペルフルオロ(3−オキサ−1,5−ヘキサジエン)、ペルフルオロ(3−オキサ−1,6−ヘプタジエン)、ペルフルオロ(4−メチル−3−オキサ−1,6−ヘプタジエン)、ペルフルオロ(4−クロロ−3−オキサ−1,6−ヘプタジエン)、ペルフルオロ(4−メトキシ−3−オキサ−1,6−ヘプタジエン)、ペルフルオロ(5−メチル−3−オキサ−1,6−ヘプタジエン)等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Moreover, as a monomer (monomer) provided with a fluorine atom and two or more polymerizable unsaturated bonds, for example, perfluoro (3-oxa-1,5-hexadiene), perfluoro (3-oxa-1,6- Heptadiene), perfluoro (4-methyl-3-oxa-1,6-heptadiene), perfluoro (4-chloro-3-oxa-1,6-heptadiene), perfluoro (4-methoxy-3-oxa-1,6) -Heptadiene), perfluoro (5-methyl-3-oxa-1,6-heptadiene), and the like, and one or more of these can be used in combination.

なお、含フッ素脂肪族環構造重合体は、上述したフッ素原子を含有する環構造を備えるモノマーと、フッ素原子と2以上の重合性不飽和結合とを備えるモノマーとの双方を原料モノマーとして用い、これらを共重合させてコポリマーすることによっても得ることができる。   In addition, the fluorine-containing aliphatic ring structure polymer uses, as a raw material monomer, both a monomer having a ring structure containing a fluorine atom and a monomer having a fluorine atom and two or more polymerizable unsaturated bonds, These can also be obtained by copolymerizing them.

さらに、含フッ素脂肪族環構造重合体を、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマーとする場合、他の原料モノマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ(メチルビニルエーテル)のようなラジカル重合性モノマー等を用いることができる。   Further, when the fluorine-containing aliphatic ring structure polymer is a copolymer obtained by polymerizing the above raw material monomer and another raw material monomer, examples of the other raw material monomer include tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, perfluoro A radical polymerizable monomer such as (methyl vinyl ether) can be used.

フッ素系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において1×10〜3×10程度であることが好ましく、3×10〜2×10程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のフッ素系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー22との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ1の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー21中においてモノマー22を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Nを確実に形成することができる。 Although the weight average molecular weight of a fluorine-type polymer is not specifically limited, It is preferable that it is about 1 * 10 < 4 > -3 * 10 < 5 > in polystyrene conversion, and it is more preferable that it is about 3 * 10 < 4 > -2 * 10 < 5 >. By using such a fluorine-based polymer having a weight average molecular weight, compatibility with the monomer 22 described later can be improved, and mechanical characteristics of the microlens array 1 can be improved. As a result, the monomer 22 can be moved in the polymer 21 at a necessary and sufficient speed and distance, and the target refractive index distribution N can be reliably formed.

((ポリオレフィン系ポリマー))
ポリオレフィン系ポリマーは、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2,3−ジメチル−2−ブテン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセンのようなモノオレフィン系モノマー、アレン、メチルアレン、ブタジエン、2,3−ジメチルブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエン、クロロプレン、1,5−ヘキサジエンのようなジエン系モノマー等を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合してなるポリマー(樹脂およびゴムを含む。)である。
((Polyolefin polymer))
Examples of the polyolefin polymer include ethylene, propylene, 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene, isobutene, 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene, and 3-methyl-1. -Monoolefin monomers such as butene, 2,3-dimethyl-2-butene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, allene, methylallene, butadiene, 2,3 -Polymers (including resins and rubbers) obtained by polymerizing raw material monomers using diene monomers such as dimethylbutadiene, 1,3-pentadiene, 1,4-pentadiene, chloroprene and 1,5-hexadiene. .)

なお、ポリオレフィン系ポリマーとしては、上記原料モノマーの1種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる2種以上を混合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。   The polyolefin-based polymer includes a homopolymer obtained by polymerizing one of the raw material monomers, a copolymer obtained by mixing two or more different raw material monomers, and the raw material monomer and another raw material monomer. And the like.

また、上記原料モノマーと重合させる他の原料モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、o−エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ブロモスチレンといった芳香族ビニル系モノマー、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸アリル、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、酢酸ブチル、酢酸ビニル、酢酸イソプロペニル、塩化ビニル、ビニルエーテル等のビニル系モノマーが挙げられる。   Further, other raw material monomers to be polymerized with the above raw material monomers are not particularly limited. For example, styrene, α-methyl styrene, o-methyl styrene, p-methyl styrene, m-methyl styrene, o-ethyl styrene, p -Aromatic vinyl monomers such as t-butylstyrene, chlorostyrene, chloromethylstyrene, bromostyrene, (meth) acrylonitrile, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, (meth ) Vinyl monomers such as butyl acrylate, allyl (meth) acrylate, N-phenylmaleimide, N-methylmaleimide, butyl acetate, vinyl acetate, isopropenyl acetate, vinyl chloride and vinyl ether.

なお、上記原料モノマーを重合してなるポリマーとしては、例えば、ポリスチレン、スチレンーブタジエンコポリマー、酢酸ビニルまたはその加水分解物、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリブチラール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。   Examples of the polymer obtained by polymerizing the above raw material monomers include polystyrene, styrene-butadiene copolymer, vinyl acetate or a hydrolyzate thereof, polyvinyl alcohol, polyacetal, polybutyral, polyvinyl chloride, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer. Examples include coalescence.

一方、ポリオレフィン系ポリマーは、ノルボルネン系ポリマー、ベンゾシクロブテン系ポリマーのような環状オレフィン系ポリマーであってもよい。環状オレフィン系ポリマーとしては、例えば、特開2010−090328号公報に記載されたものが用いられる。環状オレフィン系ポリマーは、単独の繰り返し単位を有するもの(ホモポリマー)、2つ以上の繰り返し単位を有するもの(コポリマー)のいずれであってもよく、具体例としては、ヘキシルノルボルネンのホモポリマー、フェニルエチルノルボルネンのホモポリマー、ベンジルノルボルネンのホモポリマー、ヘキシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとベンジルノルボルネンとのコポリマー等が挙げられる。   On the other hand, the polyolefin polymer may be a cyclic olefin polymer such as a norbornene polymer or a benzocyclobutene polymer. As the cyclic olefin polymer, for example, those described in JP 2010-090328 A are used. The cyclic olefin polymer may be either one having a single repeating unit (homopolymer) or two having two or more repeating units (copolymer). Specific examples include a homopolymer of hexyl norbornene, phenyl Examples include a homopolymer of ethyl norbornene, a homopolymer of benzyl norbornene, a copolymer of hexyl norbornene and phenylethyl norbornene, and a copolymer of hexyl norbornene and benzyl norbornene.

また、他の原料モノマーとしては、活性放射線Rの照射により、一部が光異性化または光二量化する化学構造を有するモノマーであってもよい。かかる化学構造を有するポリオレフィン系ポリマーにおいては、活性放射線Rの照射により、光異性化または光二量化を生じ、その屈折率が変化する。その結果、モノマー22の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。なお、光異性化は、活性放射線の照射によりシス−トランス異性化や光Fries転位、脱炭酸を生じる現象であり、光二量化は、隣り合って存在する二重結合同士の間に結合が生じる現象である。   Moreover, as another raw material monomer, the monomer which has a chemical structure which one part is photoisomerized or photodimerized by irradiation of actinic radiation R may be sufficient. In a polyolefin-based polymer having such a chemical structure, irradiation with actinic radiation R causes photoisomerization or photodimerization, and its refractive index changes. As a result, coupled with the refractive index change due to the concentration distribution of the monomer 22, the amount of change in the refractive index can be controlled more finely. Photoisomerization is a phenomenon in which cis-trans isomerization, photo-Fries rearrangement, and decarboxylation are caused by irradiation with actinic radiation, and photodimerization is a phenomenon in which bonds are formed between adjacent double bonds. It is.

このような光異性化または光二量化する化学構造としては、例えば、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基、ホルマザン基のようなN=N基、マレイミド基、インデン基、クマリン基、シンナメート基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾール基、スチルバゾリウム基、シンナモイル基、ヘミチオインジゴ基、カルコン基のようなC=C基、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾン構造のようなC=N基、ベンゾフェノン基、アントラキノン基等のようなC=O基、アリルエステル基のようなエステル基、アシルフェノール構造等が挙げられ、これらのうちの少なくとも1つが用いられる。また、特に、アゾベンゼン基、マレイミド基、クマリン基、シンナモイル基、およびインデン基の少なくとも1つが好ましく用いられる。   Examples of such a chemical structure for photoisomerization or photodimerization include N = N group such as azobenzene group, azonaphthalene group, aromatic heterocyclic azo group, bisazo group, formazan group, maleimide group, indene group, C = C group such as coumarin group, cinnamate group, polyene group, stilbene group, stilbazole group, stilbazolium group, cinnamoyl group, hemithioindigo group, chalcone group, C═N group such as aromatic Schiff base, aromatic hydrazone structure , C═O groups such as benzophenone group and anthraquinone group, ester groups such as allyl ester group, acylphenol structure, etc., and at least one of them is used. In particular, at least one of an azobenzene group, a maleimide group, a coumarin group, a cinnamoyl group, and an indene group is preferably used.

また、上記化学構造を有する化合物としては、例えば、イミレックス(日本触媒製)、脂肪族ビスマレイミド(DMI製)、アロニックス(東亞合成製)、ビスマレイミド類(ケイ・アイ化成製)、メチルシンナメート(井上香料製造所)、パラメトキシケイ皮酸2エチルヘキシル等が挙げられる。   Examples of the compound having the above chemical structure include, for example, Imilex (manufactured by Nippon Shokubai), aliphatic bismaleimide (manufactured by DMI), Aronix (manufactured by Toagosei), bismaleimides (manufactured by Kay Aikasei), methylcinnamate (Inoue Fragrance Factory), 2-methoxyhexyl paramethoxycinnamate and the like.

(モノマー)
モノマー(光重合性モノマー)22は、後述する活性放射線Rの照射により、照射領域31において反応して反応物を生成する。それとともにモノマー22は移動し、層3の照射領域31と非照射領域32との間で屈折率差を生じさせる。
(monomer)
The monomer (photopolymerizable monomer) 22 reacts in the irradiation region 31 to generate a reaction product by irradiation with actinic radiation R described later. At the same time, the monomer 22 moves and causes a refractive index difference between the irradiated region 31 and the non-irradiated region 32 of the layer 3.

モノマー22の反応物としては、モノマー22がポリマー21中で重合して形成されたポリマー(重合体)、モノマー22がポリマー21同士を架橋してなる架橋構造、および、モノマー22がポリマー21から分岐するように重合した分岐構造のうちの少なくとも1つが挙げられる。   The reaction product of the monomer 22 includes a polymer (polymer) formed by polymerizing the monomer 22 in the polymer 21, a crosslinked structure in which the monomer 22 is crosslinked with each other, and the monomer 22 is branched from the polymer 21. And at least one of the branched structures polymerized as described above.

ところで、照射領域31と非照射領域32との間に生じる屈折率差は、ポリマー21の屈折率とモノマー22の屈折率との差に基づいて生じることから、モノマー22は、ポリマー21の屈折率との大小関係を考慮して選択される。本発明では、モノマー22として、ポリマー21より屈折率の低いものが選択され、使用される。   By the way, the refractive index difference generated between the irradiated region 31 and the non-irradiated region 32 is generated based on the difference between the refractive index of the polymer 21 and the refractive index of the monomer 22, so that the monomer 22 has the refractive index of the polymer 21. It is selected in consideration of the magnitude relationship with. In the present invention, a monomer 22 having a refractive index lower than that of the polymer 21 is selected and used.

なお、モノマー22としては、ポリマー21との相溶性を有し、かつポリマー21との屈折率差が0.01以上であるものが好ましく用いられる。   As the monomer 22, a monomer having compatibility with the polymer 21 and having a refractive index difference with the polymer 21 of 0.01 or more is preferably used.

このようなモノマー22としては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Such a monomer 22 is not particularly limited as long as it is a compound having a polymerizable site in the molecular structure, and examples thereof include acrylic acid (methacrylic acid) monomers, epoxy monomers, oxetane monomers, and norbornene monomers. A monomer, a vinyl ether monomer, a styrene monomer, a photodimerization monomer and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.

これらのモノマー22のうち、前述したポリマー21を製造するためのモノマーと同種のものを用いることにより、ポリマー21中にモノマー22をより均一に分散することができるので、モノマー22移動後の表面形状や屈折率分布Nを制御し易い。   By using the same type of monomer 22 as the monomer for producing the polymer 21 among these monomers 22, the monomer 22 can be more uniformly dispersed in the polymer 21, so that the surface shape after the movement of the monomer 22 is reached. It is easy to control the refractive index distribution N.

また、重合可能な部位としては、特に不飽和炭化水素が好ましく用いられる。不飽和炭化水素を含む化合物は、ラジカル重合やカチオン重合といった重合反応を生じ易く、本発明に用いられるモノマー22として好適である。   Further, unsaturated hydrocarbons are particularly preferably used as the polymerizable portion. A compound containing an unsaturated hydrocarbon tends to cause a polymerization reaction such as radical polymerization or cationic polymerization, and is suitable as the monomer 22 used in the present invention.

ここで、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマーとしては、ポリマー21の原料として挙げたモノマーと同様のものを用いることができる。   Here, as the acrylic acid (methacrylic acid) monomer and the epoxy monomer, the same monomers as those cited as the raw material of the polymer 21 can be used.

また、環状エーテル基の開環が起こり易いため、オキセタニル基およびエポキシ基のような環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーは、速やかに反応し得る。したがって、かかるモノマーを用いることにより、マイクロレンズアレイ1の形成時間の短縮を図ることができる。   Further, since the ring opening of the cyclic ether group is likely to occur, a monomer or oligomer having a cyclic ether group such as an oxetanyl group and an epoxy group can react rapidly. Therefore, the time for forming the microlens array 1 can be shortened by using such a monomer.

環状エーテル基を有するモノマーの分子量(重量平均分子量)またはオリゴマーの分子量(重量平均分子量)は、それぞれ100以上400以下であるのが好ましい。   The molecular weight (weight average molecular weight) of the monomer having a cyclic ether group or the molecular weight (weight average molecular weight) of the oligomer is preferably 100 or more and 400 or less, respectively.

また、ビニルエーテル系モノマーとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、n−ペンチルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、n−オクチルビニルエーテル、n−ドデシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類またはシクロアルキルビニルエーテル類が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of vinyl ether monomers include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, n-pentyl vinyl ether, n-hexyl vinyl ether, and n-octyl. Examples thereof include alkyl vinyl ethers such as vinyl ether, n-dodecyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and cycloalkyl vinyl ethers, and one or more of these can be used in combination.

また、スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種を組み合わせて用いることができる。   Moreover, as a styrene-type monomer, styrene, divinylbenzene, etc. are mentioned, for example, These 1 type or 2 types can be used in combination.

さらに、光二量化モノマーとしては、前述した光二量化し得る化学構造を有するモノマーが挙げられ、具体的には、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス−(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種を組み合わせて用いることができる。   Further, examples of the photodimerization monomer include monomers having a chemical structure that can be photodimerized as described above, and specifically, 4,4′-diphenylmethane bismaleimide, bis- (3-ethyl-5-methyl-4-methyl). Maleimidophenyl) methane, 2,2′-bis- [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane and the like can be mentioned, and one or two of these can be used in combination.

なお、これらのモノマー22と前述したポリマー21との組み合わせは、特に限定されず、いかなる組み合わせであってもよい。   In addition, the combination of these monomers 22 and the polymer 21 mentioned above is not specifically limited, Any combination may be sufficient.

さらに、モノマー22としては、上述した各種モノマー、すなわちアクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等のモノマーが、同種・非同種のものを問わず2種以上併用されていてもよい。これらの組合せの中でも、オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマー、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーのうちの2種以上を併用するのが好ましい。   Furthermore, as the monomer 22, the various monomers described above, that is, monomers such as acrylic acid (methacrylic acid) monomer, epoxy monomer, oxetane monomer, norbornene monomer, vinyl ether monomer, styrene monomer, photodimerization monomer, Two or more types may be used in combination, regardless of the same type or non-same type. Among these combinations, it is preferable to use two or more of a monomer having an oxetanyl group, an oligomer having an oxetanyl group, a monomer having an epoxy group, and an oligomer having an epoxy group in combination.

オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーは重合を開始する開始反応が遅いが、生長反応が速い。これに対し、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーは、重合を開始する開始反応が速いが、生長反応が遅い。そのため、オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーと、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとを併用することで、活性放射線Rを照射した際に、照射領域31と非照射領域32との間の屈折率差を確実に生じさせることができる。   Monomers having an oxetanyl group and oligomers having an oxetanyl group have a slow initiation reaction but a fast growth reaction. On the other hand, a monomer having an epoxy group and an oligomer having an epoxy group have a fast initiation reaction for initiating polymerization, but have a slow growth reaction. Therefore, when the actinic radiation R is irradiated by using a monomer having an oxetanyl group, an oligomer having an oxetanyl group, a monomer having an epoxy group, and an oligomer having an epoxy group, the irradiated region 31 and the non-irradiated region 32 are used. The difference in refractive index can be reliably generated.

オキセタニル基を有するモノマーとしては、例えば、アロンオキセタン(東亞合成製)を使用することができる。   As the monomer having an oxetanyl group, for example, Aron oxetane (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) can be used.

また、モノマー22は、その少なくとも一部が上述したようにオリゴマー化していてもよい。   Further, at least a part of the monomer 22 may be oligomerized as described above.

なお、オキセタニル基を有するモノマーおよびオリゴマーやエポキシ基を有するモノマーおよびオリゴマーとしては、例えば、特開2010−090328号公報に記載されたものが挙げられる。   Examples of the monomer and oligomer having an oxetanyl group and the monomer and oligomer having an epoxy group include those described in JP 2010-090328 A.

これらのモノマー22の添加量は、ポリマー21の100質量部に対し、1質量部以上70質量部以下であることが好ましく、10質量部以上50質量部以下であることがより好ましい。これにより、必要かつ十分な屈折率差を形成することができるとともに、照射領域31を必要かつ十分な深さに凹没させることができる。したがって、モノマー22の添加量が前記下限値を下回る場合、ポリマー21やモノマー22の組成によっては、十分な屈折率差が得られないおそれがあり、製造されるマイクロレンズアレイ1の光学性能が低くなるおそれがある。一方、モノマー22の添加量が前記上限値を上回る場合、ポリマー21やモノマー22の組成によっては、ポリマー21の含有率が相対的に低下して、凸部12の高さが不十分になる等、表面形状の多様性が低下するとともに、照射領域31においてモノマー22やその反応物がすぐに飽和状態となり、モノマー22の移動速度が低下したり、凸部12の形状がばらつくおそれがある。   The addition amount of these monomers 22 is preferably 1 part by mass or more and 70 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer 21. Thereby, a necessary and sufficient refractive index difference can be formed, and the irradiation region 31 can be recessed to a necessary and sufficient depth. Therefore, when the addition amount of the monomer 22 is lower than the lower limit, depending on the composition of the polymer 21 and the monomer 22, there is a possibility that a sufficient refractive index difference may not be obtained, and the optical performance of the manufactured microlens array 1 is low. There is a risk. On the other hand, when the addition amount of the monomer 22 exceeds the upper limit, depending on the composition of the polymer 21 or the monomer 22, the content of the polymer 21 is relatively decreased, and the height of the convex portion 12 becomes insufficient. Further, the diversity of the surface shape is reduced, and the monomer 22 and the reaction product thereof are immediately saturated in the irradiation region 31, so that the moving speed of the monomer 22 may be reduced and the shape of the convex portion 12 may vary.

(重合開始剤)
また、層3は、必要に応じて重合開始剤を含んでいてもよい。なお、モノマー22の反応性が高い場合には、重合開始剤がなくても反応が進む場合もある。
(Polymerization initiator)
Moreover, the layer 3 may contain the polymerization initiator as needed. In addition, when the reactivity of the monomer 22 is high, the reaction may proceed even without a polymerization initiator.

重合開始剤は、活性放射線の照射に伴ってモノマー22に作用し、モノマー22の反応を促すものである。   The polymerization initiator acts on the monomer 22 with irradiation of actinic radiation and promotes the reaction of the monomer 22.

用いる重合開始剤としては、モノマー22の重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、スチレン系モノマーには専らラジカル重合開始剤が、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマーには専らカチオン重合開始剤が好ましく用いられる。   The polymerization initiator to be used is appropriately selected according to the type of polymerization reaction or crosslinking reaction of the monomer 22. For example, radical polymerization initiators are preferably used exclusively for acrylic acid (methacrylic acid) monomers and styrene monomers, and cationic polymerization initiators are preferably used exclusively for epoxy monomers, oxetane monomers, and vinyl ether monomers.

ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。具体的には、イルガキュア651、イルガキュア184(以上、BASFジャパン製)等が挙げられる。   Examples of the radical polymerization initiator include benzophenones and acetophenones. Specifically, Irgacure 651, Irgacure 184 (above, manufactured by BASF Japan) and the like can be mentioned.

一方、カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。具体的には、アデカオプトマーSP−170(ADEKA製)、サンエイドSI−100L(三新化学工業製)、Rhodorsil2074(ローディアジャパン製)等が挙げられる。   On the other hand, examples of the cationic polymerization initiator include a Lewis acid generating type such as a diazonium salt, and a Bronsted acid generating type such as an iodonium salt and a sulfonium salt. Specifically, Adekaoptomer SP-170 (manufactured by ADEKA), Sun-Aid SI-100L (manufactured by Sanshin Chemical Industry), Rhodorsil 2074 (manufactured by Rhodia Japan) and the like can be mentioned.

特に、モノマー22として環状エーテル基を有するモノマーを用いる場合には、以下のようなカチオン重合開始剤(光酸発生剤)が好ましく用いられる。   In particular, when a monomer having a cyclic ether group is used as the monomer 22, the following cationic polymerization initiator (photoacid generator) is preferably used.

例えば、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム−トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホニウム塩類、p−ニトロフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなどのジアゾニウム塩類、アンモニウム塩類、ホスホニウム塩類、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(トリキュミル)ヨードニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのヨードニウム塩類、キノンジアジド類、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンなどのジアゾメタン類、1−フェニル−1−(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ−1−ベンゾイルメタン、N−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンサルホネートなどのスルホン酸エステル類、ジフェニルジスルホンなどのジスルホン類、トリス(2,4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3.4−メチレンジオキシフェニル)−4,6−ビス−(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどのトリアジン類等の化合物が挙げられる。なお、これらの光酸発生剤は、単独または複数を組み合わせて用いられる。   For example, sulfonium salts such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-t-butylphenyl) sulfonium-trifluoromethanesulfonate, diazonium salts such as p-nitrophenyldiazonium hexafluorophosphate, ammonium salts, phosphonium salts, diphenyliodonium Trifluoromethanesulfonate, iodonium salts such as (triccumyl) iodonium-tetrakis (pentafluorophenyl) borate, quinonediazides, diazomethanes such as bis (phenylsulfonyl) diazomethane, 1-phenyl-1- (4-methylphenyl) sulfonyloxy- Sulfones such as 1-benzoylmethane and N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonate Esters, disulfones such as diphenyldisulfone, tris (2,4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3.4-methylenedioxyphenyl) -4,6-bis- (trichloromethyl)- and compounds such as triazines such as s-triazine. These photoacid generators may be used alone or in combination.

重合開始剤の含有量は、ポリマー21の100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.02質量部以上3質量部以下であることがより好ましい。これにより、層3の光学特性や機械的特性を低下させることなく、モノマー22を速やかに反応させることができる。   The content of the polymerization initiator is preferably 0.01 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 0.02 parts by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer 21. Thereby, the monomer 22 can be reacted rapidly without deteriorating the optical characteristics and mechanical characteristics of the layer 3.

(その他の添加剤)
層3には、これらの他に、各種架橋剤を添加してもよい。例えば、(メタ)アクリル系モノマーの架橋には、水性(メタ)アクリレート用架橋剤としてカルボジライトV−02−L2(日清紡ケミカル製)を使用することができる。
(Other additives)
In addition to these, various crosslinking agents may be added to the layer 3. For example, carbodilite V-02-L2 (manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd.) can be used as a crosslinking agent for aqueous (meth) acrylates for crosslinking of (meth) acrylic monomers.

また、層3は、増感剤を含んでいてもよい。増感剤は、活性放射線Rに対する重合開始剤の感度を増大して、重合開始剤の活性化(反応または分解)に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、重合開始剤の活性化に適する波長に活性放射線Rの波長を変化させる機能を有するものである。   The layer 3 may contain a sensitizer. The sensitizer increases the sensitivity of the polymerization initiator to the actinic radiation R, reduces the time and energy required for the activation (reaction or decomposition) of the polymerization initiator, and a wavelength suitable for the activation of the polymerization initiator. Has a function of changing the wavelength of the active radiation R.

具体的には、重合開始剤の感度や増感剤の吸収のピーク波長に応じて適宜選択されるが、9,10−ジブトキシアントラセン(CAS番号第76275−14−4番)のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類(fluoranthenes)、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン−9−オン類(thioxanthen-9-ones)等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。   Specifically, an anthracene such as 9,10-dibutoxyanthracene (CAS No. 76275-14-4) is selected depending on the sensitivity of the polymerization initiator and the peak wavelength of absorption of the sensitizer. , Xanthones, anthraquinones, phenanthrenes, chrysene, benzpyrenes, fluoranthenes, rubrenes, pyrenes, indanthrines, thioxanthen-9-ones, etc. These can be used alone or as a mixture.

より具体的には、例えば、2−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、4−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、フェノチアジン(phenothiazine)またはこれらの混合物が挙げられる。   More specifically, for example, 2-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 4-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, phenothiazine or these A mixture is mentioned.

増感剤の含有量は、層3中で、0.01質量%以上であるのが好ましく、0.5質量%以上であるのがより好ましく、1質量%以上であるのがさらに好ましい。なお、上限値は、5質量%以下であるのが好ましい。   The content of the sensitizer in the layer 3 is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and further preferably 1% by mass or more. In addition, it is preferable that an upper limit is 5 mass% or less.

なお、層3は、この他に、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、劣化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等を含んでいてもよい。   In addition, layer 3 includes a catalyst precursor, a promoter, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a silane coupling agent, a coating surface improver, a thermal polymerization inhibitor, a leveling agent, and a surfactant. , Colorants, storage stabilizers, plasticizers, lubricants, fillers, inorganic particles, deterioration inhibitors, wettability improvers, antistatic agents, and the like.

このような層3は、原材料を含む組成物(ワニス)を、例えば図3(a)に示すような基板30上に塗布し、層状に成形後、乾燥させることにより形成される。   Such a layer 3 is formed by applying a composition (varnish) containing raw materials onto a substrate 30 as shown in FIG. 3A, for example, and then drying it after forming it into a layer shape.

[2]次に、図3(b)に示すように、開口(窓)41が形成されたマスク4を介して、層3に対し活性放射線Rを照射する。   [2] Next, as shown in FIG. 3B, the layer 3 is irradiated with actinic radiation R through a mask 4 in which an opening (window) 41 is formed.

露光方式は、マスクを用いたコンタクト露光およびプロキシミティ露光や直接描画方式等でもよい。   The exposure method may be contact exposure using a mask, proximity exposure, direct drawing method, or the like.

マスク4は、別体のもの(例えばプレート状、フィルム状のもの)でも、層3上に例えば気相成膜法や塗布法により形成された膜状のものでもよい。   The mask 4 may be a separate one (for example, a plate shape or a film shape) or a film shape formed on the layer 3 by, for example, a vapor deposition method or a coating method.

マスク4として好ましいものの例としては、石英ガラスやPET基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法(蒸着、スパッタリング等)により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。これにより、微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。   Examples of preferable mask 4 include a photomask made of quartz glass or a PET base material, a stencil mask, a metal thin film formed by a vapor deposition method (evaporation, sputtering, etc.), etc. Among these, it is particularly preferable to use a photomask or a stencil mask. This is because a fine pattern can be formed with high accuracy, and handling is easy, which is advantageous for improving productivity.

なお、活性放射線Rとしてレーザー光のような指向性の高い光を用いる場合には、マスク4の使用を省略してもよい。   Note that when the light having high directivity such as laser light is used as the active radiation R, the use of the mask 4 may be omitted.

層3に照射される活性放射線Rは、ポリマー21の体積を減少させ得るとともにモノマー22を反応させ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外線、赤外線、レーザー光の他、電子線やX線等を用いることもできる。   The actinic radiation R irradiated to the layer 3 may be any material that can reduce the volume of the polymer 21 and can react with the monomer 22. For example, in addition to visible light, ultraviolet light, infrared light, and laser light, an electron beam or X Lines or the like can also be used.

これらの中でも、活性放射線Rとしては、波長200〜450nmの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、モノマー22の反応を特に促進させ易く、かつ、ポリマー21の劣化を比較的少なく抑えることができる。   Among these, it is preferable that the active radiation R has a peak wavelength in a wavelength range of 200 to 450 nm. Thereby, the reaction of the monomer 22 can be particularly facilitated, and the deterioration of the polymer 21 can be suppressed to a relatively low level.

なお、活性放射線Rの照射量は、0.01〜9J/cm程度であるのが好ましく、0.1〜6J/cm程度であるのがより好ましく、0.2〜3J/cm程度であるのがさらに好ましい。 The irradiation amount of actinic radiation R is preferably in the range of about 0.01~9J / cm 2, more preferably about 0.1~6J / cm 2, 0.2~3J / cm 2 of about More preferably.

層3の照射領域31に対して選択的に活性放射線Rが照射されると、照射領域31においてポリマー21の体積が減少する。これにより、照射領域31の表面が凹没し、相対的に非照射領域32の表面が突出して、凸部12が形成される。なお、ポリマー21の体積が減少する詳細なメカニズムは明らかではないが、ポリマー21における重合反応がさらに進むことによる収縮や、ポリマー21中の一部の構造が離脱することによる収縮等が考えられる。なお、ポリマー21から離脱する一部の構造とは、例えば前述した各ポリマーの主鎖に結合する離脱性基等が挙げられる。   When the active radiation R is selectively applied to the irradiation region 31 of the layer 3, the volume of the polymer 21 decreases in the irradiation region 31. Thereby, the surface of the irradiation region 31 is recessed, and the surface of the non-irradiation region 32 is relatively protruded to form the convex portion 12. In addition, although the detailed mechanism in which the volume of the polymer 21 decreases is not clear, the shrinkage | contraction by the polymerization reaction in the polymer 21 further progressing, the shrinkage | contraction by partial structure in the polymer 21 etc. can be considered. In addition, the partial structure which leaves | separates from the polymer 21 includes the leaving group etc. which couple | bond with the main chain of each polymer mentioned above, for example.

一方、照射領域31においてはモノマー22が重合する。モノマー22が重合すると、照射領域31におけるモノマー22の量が減少するため、それを補うようにして図3(c)に示すように、層3の非照射領域32のモノマー22が照射領域31に移動する。その結果、層3では、照射領域31のモノマー22およびその反応物の濃度が高まり、一方、非照射領域32ではモノマー22の濃度が低下する。   On the other hand, the monomer 22 is polymerized in the irradiation region 31. When the monomer 22 is polymerized, the amount of the monomer 22 in the irradiation region 31 decreases, so that the monomer 22 in the non-irradiation region 32 of the layer 3 is added to the irradiation region 31 as shown in FIG. Moving. As a result, in layer 3, the concentration of monomer 22 and its reactants in irradiated region 31 increases, while in non-irradiated region 32, the concentration of monomer 22 decreases.

このようなモノマー22の濃度分布が形成されると、それに応じて、層3の体積にも変化が生じる。具体的には、モノマー22の移動先である照射領域31では、モノマー22の増加に伴って隆起が生じる。したがって、照射領域31では、ポリマー21の体積減少による凹没と、モノマー22の増加に伴う隆起とが相まって、表面形状の変化が起こる。本発明では、層3の組成、物性、活性放射線Rの照射条件等を適宜設定することにより、ポリマー21の体積減少の優越化を図り、照射領域31を凹没させる。一例では、離脱性基を含むポリマー21を用い、モノマー22の添加量を前記範囲内に設定すればよい。その結果、層3の非照射領域32の表面が照射領域31に比べて相対的に高くなり、図3(d)に示す凸部12が形成される。一方、照射領域31は、表面高さが相対的に低くなり、前述した平坦部11となる。   When such a concentration distribution of the monomer 22 is formed, the volume of the layer 3 changes accordingly. Specifically, in the irradiation region 31 to which the monomer 22 is moved, a bump is generated as the monomer 22 increases. Therefore, in the irradiation region 31, the depression due to the volume reduction of the polymer 21 and the bulge caused by the increase in the monomer 22 are combined to cause a change in the surface shape. In the present invention, the composition of the layer 3, physical properties, irradiation conditions of the actinic radiation R, and the like are appropriately set, so that the volume reduction of the polymer 21 is made superior and the irradiation region 31 is recessed. In one example, the polymer 21 containing a leaving group may be used, and the addition amount of the monomer 22 may be set within the above range. As a result, the surface of the non-irradiated region 32 of the layer 3 becomes relatively higher than the irradiated region 31, and the convex portion 12 shown in FIG. On the other hand, the irradiation region 31 has a relatively low surface height and becomes the flat portion 11 described above.

また、モノマー22やその反応物の屈折率はポリマー21に比べて低いため、このような濃度分布が形成されることにより、照射領域31の屈折率は非照射領域32に比べて低下することとなる。その結果、層3には、照射領域31の屈折率が低く、非照射領域32の屈折率が高いという屈折率差が形成され、前述した屈折率分布Nが形成される。なお、上述したようなモノマー22の反応物の屈折率は、重合前のモノマー22の屈折率とほぼ同じ(屈折率差が0〜0.001程度)であるため、照射領域31では、モノマー22の重合が進むにつれ、モノマー22の量およびモノマー22の反応物の量に応じて屈折率が低下することとなる。   In addition, since the refractive index of the monomer 22 and its reaction product is lower than that of the polymer 21, the refractive index of the irradiated region 31 is lower than that of the non-irradiated region 32 by forming such a concentration distribution. Become. As a result, the refractive index difference that the refractive index of the irradiated region 31 is low and the refractive index of the non-irradiated region 32 is high is formed in the layer 3, and the refractive index distribution N described above is formed. In addition, since the refractive index of the reaction product of the monomer 22 as described above is substantially the same as the refractive index of the monomer 22 before polymerization (the refractive index difference is about 0 to 0.001), the monomer 22 As the polymerization proceeds, the refractive index decreases according to the amount of the monomer 22 and the amount of the reactant of the monomer 22.

なお、モノマー22の移動は、照射領域31においてモノマー22が消費されることがきっかけとなって起こると考えられる。このため、非照射領域32全体のモノマー22が一斉に照射領域31に向かうのではなく、照射領域31に近い部分から徐々に移動が始まり、これを補うように次々と移動が連鎖すると考えられる。したがって、モノマー22の濃度分布は、必然的に緩やかな傾斜を伴うものとなり、その結果、凸部12の表面形状や屈折率分布Nの形状は、それぞれ滑らかな曲線で構成されることとなる。具体的には、凸部12の形状は、図3(d)に示すように、表面高さが最も高い頂上部121と、そこから凸部12の外縁に向かって徐々に表面高さが減少している漸減部122と、を有する形状となる。また、屈折率分布Nの形状は、図3(e)に示すように、頂上部121から凸部12の外縁に向かって徐々に屈折率が低下する形状となる。したがって、マイクロレンズアレイ1は、その形状変化が滑らかであるため、例えば曲げられた場合であっても亀裂等が生じる起点となる部位が少なく、その結果、耐折り曲げ性等の耐久性に優れたものとなる。また、屈折率分布Nの変化も滑らかであるため、凸部12に光を閉じ込める効果が特に顕著なものとなる。   The movement of the monomer 22 is considered to be triggered by the consumption of the monomer 22 in the irradiation region 31. For this reason, it is considered that the monomers 22 in the entire non-irradiated region 32 do not move toward the irradiated region 31 all at once, but gradually move from a portion close to the irradiated region 31 and successively move so as to compensate for this. Therefore, the concentration distribution of the monomer 22 inevitably has a gentle slope, and as a result, the surface shape of the convex portion 12 and the shape of the refractive index distribution N are each configured by a smooth curve. Specifically, as shown in FIG. 3D, the shape of the convex portion 12 is such that the surface height gradually decreases from the apex 121 having the highest surface height to the outer edge of the convex portion 12. And a gradually decreasing portion 122. The shape of the refractive index distribution N is such that the refractive index gradually decreases from the top 121 toward the outer edge of the convex portion 12 as shown in FIG. Therefore, since the microlens array 1 has a smooth shape change, for example, even when bent, the microlens array 1 has few sites that cause cracks and the like, and as a result, has excellent durability such as bending resistance. It will be a thing. Further, since the change in the refractive index distribution N is smooth, the effect of confining light in the convex portion 12 becomes particularly remarkable.

また、屈折率分布Nは、前述したように、凸部12と平坦部11との境界付近に位置し、周辺よりも屈折率が局所的に小さくなっている低屈折率部NLを有していてもよいが、かかる低屈折率部NLもモノマー22の移動によって形成されると考えられる。具体的には、モノマー22が徐々に移動していった結果、凸部12と平坦部11との境界付近においてモノマー22の濃度が最も高くなり、その結果、低屈折率部NLが形成されると考えられる。   Further, as described above, the refractive index distribution N has a low refractive index portion NL that is located near the boundary between the convex portion 12 and the flat portion 11 and has a refractive index that is locally smaller than the periphery. However, it is considered that the low refractive index portion NL is also formed by the movement of the monomer 22. Specifically, as a result of the gradual movement of the monomer 22, the concentration of the monomer 22 becomes the highest in the vicinity of the boundary between the convex portion 12 and the flat portion 11, and as a result, the low refractive index portion NL is formed. it is conceivable that.

また、本発明では、このような優れた光学性能を有するマイクロレンズアレイ1を、層3の凸部12にすべき領域以外に活性放射線Rを照射するという簡単な工程を経て製造することができる。このため、複雑なパターンで凸部12が配置されたマイクロレンズアレイ1であっても、照射領域31を適宜設定することのみで製造することが可能であるため、パターンの複雑さに関わらず、製造工程は極めて簡単である。よって、光学性能の高いマイクロレンズアレイ1を低い製造コストで製造することができる。   Further, in the present invention, the microlens array 1 having such excellent optical performance can be manufactured through a simple process of irradiating the active radiation R to a region other than the region to be the convex portion 12 of the layer 3. . For this reason, even in the microlens array 1 in which the convex portions 12 are arranged in a complicated pattern, it can be manufactured only by appropriately setting the irradiation region 31, regardless of the complexity of the pattern. The manufacturing process is very simple. Therefore, the microlens array 1 with high optical performance can be manufactured at a low manufacturing cost.

なお、従来、マイクロレンズアレイを製造する際には、フォトリソグラフィー法やエッチング法等の精密加工技術が用いられていたが、これらにはいずれも大型で高価な装置や大量の副資材が必要であった。このため、フォトレジストやエッチング液等の副資材が接触することによって、マイクロレンズアレイの構成材料が劣化したり、汚染されたりするおそれがあった。   Conventionally, when manufacturing a microlens array, precision processing techniques such as a photolithography method and an etching method have been used, but these all require large and expensive devices and a large amount of secondary materials. there were. For this reason, there is a possibility that the constituent materials of the microlens array are deteriorated or contaminated by the contact of the auxiliary materials such as the photoresist and the etching solution.

これに対し、本発明では、このような大型の装置や大量の副資材が不要であるため、製造コストの削減が容易であるとともに、構成材料の劣化や汚染を防ぐことができる。   On the other hand, in the present invention, since such a large apparatus and a large amount of secondary materials are unnecessary, it is easy to reduce the manufacturing cost, and it is possible to prevent deterioration and contamination of the constituent materials.

また、ポリマー21が離脱性基を有している場合、活性放射線Rの照射に伴い、照射領域31において離脱性基が離脱する。これにより、照射領域31の表面形状やポリマー21の屈折率が変化する。このため、上述したモノマー22の移動による表面形状変化や屈折率変化と合わせて、照射領域31の表面形状や屈折率をより細かく制御することができる。   When the polymer 21 has a leaving group, the leaving group is released in the irradiation region 31 with the irradiation of the active radiation R. Thereby, the surface shape of the irradiation region 31 and the refractive index of the polymer 21 change. For this reason, the surface shape and refractive index of the irradiation region 31 can be controlled more finely together with the surface shape change and refractive index change caused by the movement of the monomer 22 described above.

なお、モノマー22が反応する波長(あるいは重合開始剤が反応する波長)と、離脱性基が離脱する波長とは異なる場合が多い。したがって、例えばモノマー22が反応する波長の活性放射線Rを先に照射し、次いで、照射領域を変えて離脱性基が離脱する波長を照射することにより、照射領域31の表面形状や屈折率をさらに細かく制御することができる。   In many cases, the wavelength at which the monomer 22 reacts (or the wavelength at which the polymerization initiator reacts) is different from the wavelength at which the leaving group leaves. Therefore, for example, by irradiating the actinic radiation R having a wavelength at which the monomer 22 reacts first, and then irradiating the wavelength at which the leaving group is released by changing the irradiation region, the surface shape and refractive index of the irradiation region 31 are further increased. It can be finely controlled.

同様に、反応する波長が異なる複数のモノマー22を用いたり、反応する波長が異なる複数の重合開始剤を用いたりした場合でも、波長と照射領域を変えながら活性放射線Rを複数回照射することによって、照射領域31の表面形状や屈折率をより細かく制御することができる。その結果、各種収差が少なく光学性能の非常に高いマイクロレンズアレイ1を得ることができる。   Similarly, even when a plurality of monomers 22 having different reacting wavelengths are used or a plurality of polymerization initiators having different reacting wavelengths are used, the active radiation R is irradiated a plurality of times while changing the wavelength and the irradiation region. The surface shape and refractive index of the irradiation region 31 can be controlled more finely. As a result, it is possible to obtain a microlens array 1 with a small amount of various aberrations and a very high optical performance.

なお、照射領域31では、活性放射線Rを一様な積算照射量で照射するようにしてもよく、所定の偏りを持った積算照射量分布になるよう照射してもよい。   In the irradiation region 31, the active radiation R may be irradiated with a uniform integrated dose, or may be irradiated so as to have an integrated dose distribution with a predetermined bias.

照射領域31に対して積算照射量分布が一様になるように活性放射線Rを照射した場合、照射工程が簡単であるという利点の他に、モノマー22の移動を制御し易く、凸部12の表面形状や屈折率分布を目的とする形状に制御し易いという利点がある。この場合、モノマー22が自然な濃度勾配を伴って、例えば正規分布曲線の回転曲面のような滑らかな曲面を容易に得ることができる。なお、一様な積算照射量とは、照射領域31における積算照射量の最大と最小との差が平均値の10%以下であることをいう。   When the active radiation R is applied to the irradiation region 31 so that the integrated dose distribution is uniform, in addition to the advantage that the irradiation process is simple, the movement of the monomer 22 can be easily controlled, There is an advantage that the surface shape and the refractive index distribution can be easily controlled to a desired shape. In this case, a smooth curved surface such as a rotating curved surface of a normal distribution curve can be easily obtained with a natural concentration gradient of the monomer 22. The uniform integrated dose means that the difference between the maximum and minimum of the integrated dose in the irradiation region 31 is 10% or less of the average value.

一方、照射領域31に対して所定の偏りを持った積算照射量分布になるように活性放射線Rを照射した場合、モノマー22の移動を制御する難易度は上がるものの、ポリマー21の体積減少量やモノマー22の移動量および移動速度等を細かく制御することができ、例えば非対称の曲面であっても形成することができる。   On the other hand, when the actinic radiation R is irradiated so as to have an integrated dose distribution with a predetermined bias with respect to the irradiation region 31, the degree of difficulty in controlling the movement of the monomer 22 increases, but the volume reduction amount of the polymer 21 and The moving amount and moving speed of the monomer 22 can be finely controlled. For example, even an asymmetric curved surface can be formed.

このようにして積算照射量分布を制御することにより、ポリマー21の体積減少量やモノマー22の移動量を変化させ、凸部12の表面形状や屈折率分布Nをより細かく制御することができる。   By controlling the integrated irradiation amount distribution in this manner, the volume reduction amount of the polymer 21 and the movement amount of the monomer 22 can be changed, and the surface shape of the convex portion 12 and the refractive index distribution N can be controlled more finely.

また、層3内のモノマーを移動させる際、層3の乾燥条件を適宜変更することにより、ポリマー21の体積減少量、モノマー22の移動量や移動速度を制御することができる。例えば、乾燥の程度を大きくすることにより、モノマー22の移動量を抑えることができる。   In addition, when moving the monomer in the layer 3, the volume reduction amount of the polymer 21, the moving amount and moving speed of the monomer 22 can be controlled by appropriately changing the drying conditions of the layer 3. For example, the movement amount of the monomer 22 can be suppressed by increasing the degree of drying.

なお、ポリマー21のショアD硬度は、35〜95程度であるのが好ましく、40〜90程度であるのがより好ましく、45〜85程度であるのがさらに好ましい。このような硬度のポリマー21は、マイクロレンズアレイ1に必要かつ十分な機械的特性を付与しつつ、モノマー22の確実な移動を可能にするものである。このため、かかる硬度のポリマー21を用いることにより、十分な突出高さと十分な屈折率差を有する凸部12を形成することができる。   The Shore D hardness of the polymer 21 is preferably about 35 to 95, more preferably about 40 to 90, and even more preferably about 45 to 85. The polymer 21 having such a hardness allows the monomer 22 to move reliably while imparting necessary and sufficient mechanical properties to the microlens array 1. For this reason, the convex part 12 which has sufficient protrusion height and sufficient refractive index difference can be formed by using the polymer 21 of this hardness.

同様な理由から、ポリマー21のロックウェル硬度は、Mスケールで40〜125程度であるのが好ましく、50〜115程度であるのがより好ましく、60〜110程度であるのがさらに好ましい。   For the same reason, the Rockwell hardness of the polymer 21 is preferably about 40 to 125 on the M scale, more preferably about 50 to 115, and still more preferably about 60 to 110.

また、ポリマー21の軟化点は、90℃以上であるのが好ましく、95〜280℃であるのがより好ましい。これにより、マイクロレンズアレイ1は、必要かつ十分な機械的特性を有するとともに、十分な突出高さと十分な屈折率差を有するものとなる。なお、ポリマー21の軟化点は、ポリマー21のガラス転移温度または融点であり、双方あるときは低い方を指す。   Moreover, it is preferable that the softening point of the polymer 21 is 90 degreeC or more, and it is more preferable that it is 95-280 degreeC. Thereby, the microlens array 1 has necessary and sufficient mechanical characteristics, and has a sufficient protrusion height and a sufficient refractive index difference. In addition, the softening point of the polymer 21 is the glass transition temperature or melting point of the polymer 21, and when both are present, it indicates the lower one.

このようなポリマー21の物性は、凸部12を確実に形成するために重要である。すなわち、ポリマー21の硬度が低過ぎたり軟化点が低過ぎたりした場合、マイクロレンズアレイ1の寸法や構成材料によっては、マイクロレンズアレイ1の機械的特性が不十分となり、形状維持が困難であったり、取り扱い難いものになるおそれがある。一方、ポリマー21の硬度が高過ぎたり軟化点が高過ぎたりした場合、モノマー22の移動が不十分となり、屈折率分布Nを形成することができないおそれがある。また、層3に対して活性放射線Rを照射しても、十分な体積減少が生じないおそれがある。   Such physical properties of the polymer 21 are important for reliably forming the convex portion 12. That is, when the hardness of the polymer 21 is too low or the softening point is too low, depending on the dimensions and constituent materials of the microlens array 1, the mechanical characteristics of the microlens array 1 are insufficient and it is difficult to maintain the shape. Or it may be difficult to handle. On the other hand, when the hardness of the polymer 21 is too high or the softening point is too high, the movement of the monomer 22 becomes insufficient and the refractive index distribution N may not be formed. Further, even if the layer 3 is irradiated with the actinic radiation R, there is a possibility that a sufficient volume reduction does not occur.

また、活性放射線Rの照射は、必要に応じて、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気のような不活性ガス雰囲気下で行うようにしてもよい。これにより、ポリマー21やモノマー22の酸化、変性を抑制することができ、より光学特性に優れたマイクロレンズアレイ1を得ることができる。   Moreover, you may make it perform irradiation of the active radiation R in inert gas atmosphere like nitrogen atmosphere and argon atmosphere as needed. Thereby, the oxidation and modification | denaturation of the polymer 21 and the monomer 22 can be suppressed, and the microlens array 1 more excellent in the optical characteristic can be obtained.

その後、必要に応じて、層3に加熱処理を施す。この加熱処理において、モノマー22のさらなる移動が抑制される。   Thereafter, the layer 3 is heat-treated as necessary. In this heat treatment, further movement of the monomer 22 is suppressed.

この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、30〜180℃程度であるのが好ましく、40〜160℃程度であるのがより好ましい。   The heating temperature in this heat treatment is not particularly limited, but is preferably about 30 to 180 ° C, and more preferably about 40 to 160 ° C.

また、加熱時間は、加熱温度に応じて適宜設定されるが、0.05〜2時間程度であるのが好ましく、0.1〜1時間程度であるのがより好ましい。   Moreover, although heating time is suitably set according to heating temperature, it is preferable that it is about 0.05 to 2 hours, and it is more preferable that it is about 0.1 to 1 hour.

以上のようにして、層3に凸部12を形成し、マイクロレンズアレイ1を得ることができる。   As described above, the convex portion 12 is formed on the layer 3, and the microlens array 1 can be obtained.

なお、マイクロレンズアレイ1に形成された屈折率分布Nは、例えば、(1)干渉顕微鏡(dual−beam interference microscope)を用いて屈折率依存の干渉縞を観測し、その干渉縞から屈折率分布Nを特定する方法、(2)屈折ニアフィールド法(Refracted Near Field method;RNF)等により特定することができる。このうち、屈折ニアフィールド法は、例えば特開平5−332880号公報に記載の測定条件を採用することができる。一方、干渉顕微鏡は、屈折率分布Nの特定を簡便に行い得る点で有用である。   Note that the refractive index distribution N formed in the microlens array 1 is, for example, (1) a refractive index dependent interference fringe is observed using an interference microscope (dual-beam interference microscope), and the refractive index distribution is determined from the interference fringe. N can be specified by a method for specifying N, (2) a refraction near field method (RNF), or the like. Among these, the refractive near field method can employ the measurement conditions described in, for example, JP-A-5-332880. On the other hand, the interference microscope is useful in that the refractive index distribution N can be easily specified.

また、マイクロレンズアレイ1に形成された屈折率分布Nは、モノマー22やその反応物の濃度と一定の相関関係を有していることから、モノマー22やその反応物の濃度分布を取得することによっても、その形状を間接的に特定することが可能である。モノマー22やその反応物の濃度の測定には、例えば、FT−IR、TOF−SIMSの線分析、面分析等を用いることができる。   Further, since the refractive index distribution N formed in the microlens array 1 has a certain correlation with the concentration of the monomer 22 and its reaction product, the concentration distribution of the monomer 22 and its reaction product is acquired. The shape can also be indirectly specified. For example, FT-IR or TOF-SIMS line analysis, surface analysis, or the like can be used to measure the concentration of the monomer 22 or its reactant.

なお、活性放射線Rを照射する層3は、上述したような層3を複数層積層したものであってもよい。これにより、凸部12の高さを実質的に高めることができる。   In addition, the layer 3 to which the actinic radiation R is irradiated may be a laminate of a plurality of layers 3 as described above. Thereby, the height of the convex part 12 can be raised substantially.

≪第2実施形態≫
次に、本発明の光学部品(本発明の凹凸構造体)の第2実施形態を適用したマイクロレンズアレイについて説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, a microlens array to which the second embodiment of the optical component of the present invention (the concavo-convex structure of the present invention) is applied will be described.

図4は、本発明の光学部品の第2実施形態を適用したマイクロレンズアレイおよびその製造方法を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、図4の上方の面を「表面」、下方の面を「裏面」という。   FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a microlens array to which the second embodiment of the optical component of the present invention is applied and a manufacturing method thereof. In the following description, the upper surface in FIG. 4 is referred to as “front surface”, and the lower surface is referred to as “back surface”.

以下、第2実施形態について説明するが、以下の説明では、第1実施形態との相違点について説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。   Hereinafter, although 2nd Embodiment is described, in the following description, difference with 1st Embodiment is demonstrated and the description is abbreviate | omitted about the same matter.

第2実施形態では、マイクロレンズアレイ1を製造する際、層3を形成するための基板30として、柔軟性の高いものを用いる。具体的には、基板30として各種樹脂フィルム等を用いる。このような柔軟性の高い基板30を用いることにより、層3の照射領域31が凹没した際、図4(d)に示すように、層3の表面側が下方に凹没するのみでなく、柔軟性の高い基板30を引き上げながら層3の裏面側も上方に凹没する。その結果、得られるマイクロレンズアレイ1は、表面と裏面の双方が部分的に凹没し、相対的に表面と裏面の双方が部分的に突出してなる、突出高さがより高い凸部12を有するものとなる。   In the second embodiment, when the microlens array 1 is manufactured, a highly flexible substrate 30 is used as the substrate 30 for forming the layer 3. Specifically, various resin films or the like are used as the substrate 30. By using such a highly flexible substrate 30, when the irradiation region 31 of the layer 3 is recessed, not only the surface side of the layer 3 is recessed downward as shown in FIG. While pulling up the highly flexible substrate 30, the back side of the layer 3 is also recessed upward. As a result, the resulting microlens array 1 has convex portions 12 with a higher protrusion height, both of which are partially recessed on both the front surface and the back surface, and both the front surface and the back surface are partially protruded. It will have.

このような凸部12は、いわゆる両凸レンズと同じように振る舞う。すなわち、第1実施形態に係る凸部12が平凸レンズと同じように振る舞うのに対し、本実施形態に係る凸部12は、より集光効果に優れた両凸レンズと同じように振る舞うことができる。その結果、より光学性能に優れたマイクロレンズアレイ1が得られる。   Such a convex part 12 behaves like a so-called biconvex lens. That is, the convex portion 12 according to the first embodiment behaves like a plano-convex lens, whereas the convex portion 12 according to the present embodiment can behave like a biconvex lens having a more excellent light collecting effect. . As a result, the microlens array 1 with more excellent optical performance can be obtained.

なお、第1実施形態では、基板30として比較的剛性の高いものを用いればよい。基板30の剛性は、層3の凹没の力に応じて適宜設定されればよいが、例えば樹脂製の基板30の場合、その厚さを一例として0.5mm以上にすればよい。   In the first embodiment, a substrate having a relatively high rigidity may be used as the substrate 30. The rigidity of the substrate 30 may be appropriately set according to the depression force of the layer 3. For example, in the case of the resin substrate 30, the thickness may be 0.5 mm or more as an example.

一方、本実施形態では、層3の凹没の力を阻害しない程度の柔軟性を有する基板30を用いればよく、例えば樹脂製の基板30の場合、その厚さを一例として0.5mm未満にすればよい。   On the other hand, in this embodiment, it is sufficient to use a substrate 30 having a flexibility that does not hinder the indentation force of the layer 3. For example, in the case of a resin substrate 30, the thickness is set to less than 0.5 mm as an example. do it.

また、基板30の上面にあらかじめ所望の凹凸形状を形成しておくことにより、基板30上に成膜した層3にその凹凸形状を転写し、ひいては、マイクロレンズアレイ1の裏面13にその凹凸形状を転写することができる。これにより、基板30上に形成した凹凸形状により、凸部12の裏面形状を決め、層3の凹没により、凸部12の表面形状を決めることができる。その結果、表裏で異なる形状を有する凸部12が得られる。   In addition, by forming a desired uneven shape on the upper surface of the substrate 30 in advance, the uneven shape is transferred to the layer 3 formed on the substrate 30, and as a result, the uneven shape is formed on the back surface 13 of the microlens array 1. Can be transferred. Thereby, the back surface shape of the convex part 12 can be determined by the uneven | corrugated shape formed on the board | substrate 30, and the surface shape of the convex part 12 can be determined by the depression of the layer 3. FIG. As a result, convex portions 12 having different shapes on the front and back sides are obtained.

<光学装置>
上述したような本発明の光学部品は、例えば光学装置に搭載することによって、光学性能に優れた信頼性の高い光学装置を得ることができる。
<Optical device>
By mounting the optical component of the present invention as described above on an optical device, for example, a highly reliable optical device having excellent optical performance can be obtained.

本発明の光学部品を備える光学装置としては、例えば、CCDイメージセンサー、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーのような各種撮像素子、液晶表示素子、有機EL素子、液晶プロジェクターのような各種表示装置、光ファイバー接続用フェルール、光導波路接続用フェルールのような各種光通信用装置、分光分析装置のような各種光学分析装置等が挙げられる。   Examples of the optical device including the optical component of the present invention include various imaging devices such as a CCD image sensor and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, various display devices such as a liquid crystal display device, an organic EL device, and a liquid crystal projector. And various optical communication devices such as an optical fiber connection ferrule and an optical waveguide connection ferrule, and various optical analysis devices such as a spectroscopic analysis device.

図5は、本発明の光学装置の実施形態を適用したCCDイメージセンサーの画素周辺の構造を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図5中の上方を「上」、下方を「下」という。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure around a pixel of a CCD image sensor to which an embodiment of the optical device of the present invention is applied. In the following description, for convenience of explanation, the upper part in FIG. 5 is referred to as “upper” and the lower part is referred to as “lower”.

図5に示すCCDイメージセンサー5は、フォトダイオード511等の受光部が形成された半導体基板51と、半導体基板51上に積層され、受光に伴う電気信号を読み出す読み出し部等の回路(図示せず)が形成された回路部52と、回路部52上に積層されたカラーフィルター53と、カラーフィルター53上に積層されたマイクロレンズアレイ1と、を備えている。このようなCCDイメージセンサー5では、マイクロレンズアレイ1において画素間に漏れ出す迷光の発生を抑制することができるので、例えばスミア等のノイズが発生するのを抑制することができる。   A CCD image sensor 5 shown in FIG. 5 includes a semiconductor substrate 51 on which a light receiving unit such as a photodiode 511 is formed, and a circuit (not shown) such as a reading unit that is stacked on the semiconductor substrate 51 and reads an electric signal accompanying light reception. ), A color filter 53 stacked on the circuit unit 52, and a microlens array 1 stacked on the color filter 53. In such a CCD image sensor 5, generation of stray light that leaks between pixels in the microlens array 1 can be suppressed, so that generation of noise such as smear can be suppressed.

以上、本発明の凹凸構造体、凹凸構造体の製造方法、光学部品および光学装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。   The concavo-convex structure, the method for manufacturing the concavo-convex structure, the optical component, and the optical device of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this.

例えば、凸部表面の形状は、上記のものに限定されず、例えば二次曲面、四次曲面、六次曲面のようないわゆる高次曲面、双曲面、楕円面等であってもよい。   For example, the shape of the convex surface is not limited to the above, and may be a so-called higher-order curved surface such as a quadratic curved surface, a quartic curved surface, or a hexagonal curved surface, a hyperboloid, an elliptical surface, or the like.

次に、本発明の実施例について説明する。
1.マイクロレンズアレイの製造
(実施例1)
(1)ポリオレフィン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも1ppm以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン(HxNB)7.2g(40.1mmol)、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン12.9g(40.1mmol)を500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
Next, examples of the present invention will be described.
1. Production of microlens array (Example 1)
(1) Synthesis of polyolefin resin 7.2 g (40.1 mmol) of hexylnorbornene (HxNB), diphenylmethylnorbornenemethoxy in a glove box whose moisture and oxygen concentrations are both controlled to 1 ppm or less and filled with dry nitrogen 12.9 g (40.1 mmol) of silane was weighed into a 500 mL vial, 60 g of dehydrated toluene and 11 g of ethyl acetate were added, and the top was sealed with a silicon sealer.

次に、100mLバイアルビン中にNi触媒1.56g(3.2mmol)と脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。   Next, 1.56 g (3.2 mmol) of Ni catalyst and 10 mL of dehydrated toluene were weighed in a 100 mL vial, and a stirrer chip was placed and sealed, and the catalyst was thoroughly stirred to dissolve completely.

このNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記2種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。   When 1 mL of this Ni catalyst solution was accurately weighed with a syringe, and quantitatively injected into the vial bottle in which the two kinds of norbornene were dissolved and stirred at room temperature for 1 hour, a marked increase in viscosity was confirmed. At this point, the stopper was removed, 60 g of tetrahydrofuran (THF) was added, and the mixture was stirred to obtain a reaction solution.

100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌してNiの還元処理を行った。   In a 100 mL beaker, 9.5 g of acetic anhydride, 18 g of hydrogen peroxide (concentration 30%) and 30 g of ion-exchanged water were added and stirred to prepare an aqueous solution of peracetic acid on the spot. Next, the total amount of this aqueous solution was added to the above reaction solution and stirred for 12 hours to reduce Ni.

次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー#1を得た。ポリマー#1の分子量分布は、GPC測定により、Mw=10万、Mn=4万であった。また、ポリマー#1中の各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が50mol%、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が50mol%であった。また、ポリマー#1の軟化点は230℃、ショアD硬度は43であった。   Next, the treated reaction solution was transferred to a separatory funnel, the lower aqueous layer was removed, and then 100 mL of a 30% aqueous solution of isopropyl alcohol was added and vigorously stirred. The aqueous layer was removed after standing and completely separating the two layers. After repeating this water washing process three times in total, the oil layer was dropped into a large excess of acetone to reprecipitate the polymer produced, separated from the filtrate by filtration, and then in a vacuum dryer set at 60 ° C. Polymer # 1 was obtained by heating and drying for 12 hours. The molecular weight distribution of the polymer # 1 was Mw = 100,000 and Mn = 40,000 by GPC measurement. The molar ratio of each structural unit in polymer # 1 was 50 mol% for the hexylnorbornene structural unit and 50 mol% for the diphenylmethylnorbornenemethoxysilane structural unit, as determined by NMR. Polymer # 1 had a softening point of 230 ° C. and a Shore D hardness of 43.

(2)ポリオレフィン系レンズ形成用組成物の製造
精製した上記ポリマー#1 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(東亜合成製 CHOX、CAS#483303−25−9、分子量186、沸点125℃/1.33kPa)2g、重合開始剤(光酸発生剤)RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(0.0125g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄なレンズ形成用組成物を得た。なお、ポリマー#1は、活性放射線の照射により離脱性基が離脱する機能を有しており、いわゆるフォトブリーチング現象が生じるものである。
(2) Production of polyolefin lens-forming composition 10 g of the purified polymer # 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), cyclohexyl oxetane monomer ( Toa Gosei CHOX, CAS # 483303-3-25-9, molecular weight 186, boiling point 125 ° C./1.33 kPa) 2 g, polymerization initiator (photoacid generator) Rhodosil Photoinitiator 2074 (Rhodia, CAS # 178233-72-2) (0.0125 g in 0.1 mL of ethyl acetate) was added and dissolved uniformly, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean lens-forming composition. Polymer # 1 has a function of releasing a leaving group upon irradiation with actinic radiation, and a so-called photobleaching phenomenon occurs.

(3)レンズの作製
ポリエーテルサルフォン基板上にレンズ形成用組成物をドクターブレードにより均一に塗布した後、50℃の乾燥機に10分間投入した。溶媒を除去して被膜とした後、得られた被膜上に、直径50μmの真円状をなす開口部が50μmの間隔で全体に配置されたフォトマスクを圧着した。そして、被膜に対しフォトマスクを介して平行露光機により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は200mJ/cmとした。
(3) Production of lens The composition for forming a lens was uniformly applied on a polyethersulfone substrate with a doctor blade, and then placed in a dryer at 50 ° C. for 10 minutes. After removing the solvent to form a coating film, a photomask in which openings having a perfect circle shape with a diameter of 50 μm were arranged at intervals of 50 μm was pressure-bonded onto the obtained coating film. And the ultraviolet-ray was irradiated with the parallel exposure machine through the photomask with respect to the film. The cumulative amount of ultraviolet light was 200 mJ / cm 2 .

次いで、フォトマスクを取り去り、150℃のオーブンに30分間投入した。これにより、マイクロレンズアレイを得た。これをオーブンから取り出し、レーザー顕微鏡を用いて非露光部付近を測定すると、高さ5μm、曲率半径60μmの凸レンズ形状が測定された。   Next, the photomask was removed and placed in an oven at 150 ° C. for 30 minutes. Thereby, a microlens array was obtained. When this was taken out of the oven and measured in the vicinity of the non-exposed portion using a laser microscope, a convex lens shape having a height of 5 μm and a curvature radius of 60 μm was measured.

2.マイクロレンズアレイの評価
実施例で得られたマイクロレンズアレイについて、干渉顕微鏡により凸部から平坦部にかけての屈折率分布を取得した。その結果、凸部の屈折率分布は、凸部の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなる分布になっていることが認められた。また、凸部と平坦部との境界近傍には、凸部を取り囲むように分布する環状の屈折率の極小値(低屈折率部NL)が存在していることが認められた。
2. Evaluation of Microlens Array With respect to the microlens array obtained in the example, a refractive index distribution from a convex portion to a flat portion was obtained by an interference microscope. As a result, it was recognized that the refractive index distribution of the convex portion was a distribution in which the refractive index gradually increased from the outer edge side to the central side of the convex portion. Further, it was recognized that there was a minimum value of the annular refractive index (low refractive index portion NL) distributed so as to surround the convex portion in the vicinity of the boundary between the convex portion and the flat portion.

なお、取得した屈折率分布について、凸部における屈折率の極大値と平坦部における屈折率の極大値との屈折率差d1は0.010であった。   In the obtained refractive index distribution, the refractive index difference d1 between the maximum value of the refractive index at the convex portion and the maximum value of the refractive index at the flat portion was 0.010.

また、低屈折率部NLの極小値と平坦部における屈折率の極大値との屈折率差d2は、前記屈折率差d1の23%であった。   The refractive index difference d2 between the minimum value of the low refractive index portion NL and the maximum value of the refractive index in the flat portion was 23% of the refractive index difference d1.

また、ポリオレフィン系樹脂に代えて、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂を用いてマイクロレンズアレイを作製したが、ポリオレフィン系樹脂を用いた場合と同様、非露光部に凸レンズ形状が形成され、凸部の屈折率分布は凸部の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなる分布になっていた。   In addition, a microlens array was produced using an acrylic resin and an epoxy resin instead of the polyolefin resin, but as with the polyolefin resin, a convex lens shape was formed in the non-exposed part, The refractive index distribution was such that the refractive index gradually increased from the outer edge side to the center side of the convex portion.

1 マイクロレンズアレイ
11 平坦部
12 凸部
121 頂上部
122 漸減部
13 裏面
21 ポリマー
22 モノマー
3 層
30 基板
31 照射領域
32 非照射領域
4 マスク
41 開口
5 CCDイメージセンサー
51 半導体基板
511 フォトダイオード
52 回路部
53 カラーフィルター
N 屈折率分布
NL 低屈折率部
R 活性放射線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microlens array 11 Flat part 12 Convex part 121 Top part 122 Decrease part 13 Back surface 21 Polymer 22 Monomer 3 layer 30 Substrate 31 Irradiation area 32 Non-irradiation area 4 Mask 41 Opening 5 CCD image sensor 51 Semiconductor substrate 511 Photodiode 52 Circuit part 53 Color filter N Refractive index distribution NL Low refractive index part R Actinic radiation

Claims (10)

表面が部分的に突出してなる凸部を備えた凹凸構造体であって、
前記凸部は、ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射することにより、前記ポリマーが占める体積が減少し、照射領域が凹没するのに伴って非照射領域が相対的に突出してなる部位であり、
前記凸部の屈折率分布は、前記凸部の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなっている分布を含むことを特徴とする凹凸構造体。
A concavo-convex structure having a convex portion whose surface partially protrudes,
The projection is partially irradiated with actinic radiation to a layer containing a polymer and a monomer having a refractive index lower than that of the polymer, so that the volume occupied by the polymer is reduced and the irradiation region is recessed. A non-irradiated area is a part that protrudes relatively with it,
The convex-concave structure is characterized in that the refractive index distribution of the convex portion includes a distribution in which the refractive index gradually increases from the outer edge side to the central side of the convex portion.
前記凸部の外縁側から中心側に向かって前記モノマーの濃度が徐々に低くなっているモノマー濃度分布を含む請求項1に記載の凹凸構造体。   The concavo-convex structure according to claim 1, comprising a monomer concentration distribution in which the concentration of the monomer gradually decreases from the outer edge side to the center side of the convex portion. 前記凸部は、その表面の突出高さが最も高い部分とそこから周囲に向かって徐々に突出高さが減少している部分とを有している請求項1または2に記載の凹凸構造体。   The concavo-convex structure according to claim 1, wherein the convex portion has a portion having the highest projecting height on the surface and a portion in which the projecting height gradually decreases from there to the periphery. . 前記凸部の屈折率分布は、前記突出高さが最も高い部分において屈折率が最も高くなっている分布である請求項3に記載の凹凸構造体。   The concavo-convex structure according to claim 3, wherein the refractive index distribution of the convex portion is a distribution in which the refractive index is highest in a portion where the protrusion height is highest. 当該凹凸構造体の屈折率分布は、前記凸部の外側に隣接して位置する屈折率の極小値を含んでいる請求項1ないし4のいずれか1項に記載の凹凸構造体。   The concavo-convex structure body according to any one of claims 1 to 4, wherein the refractive index distribution of the concavo-convex structure body includes a minimum value of a refractive index located adjacent to the outside of the convex portion. 前記凸部は、表面と前記表面に対向する裏面とがそれぞれ部分的に突出してなるものである請求項1ないし5のいずれか1項に記載の凹凸構造体。   The concavo-convex structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the convex portion is formed by partially projecting a front surface and a back surface facing the front surface. ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射する工程を有し、
前記活性放射線が照射された照射領域において前記ポリマーの体積が減少し、前記照射領域の表面が部分的に凹没するのを利用して、非照射領域の表面が相対的に突出してなる凸部を形成することを特徴とする凹凸構造体の製造方法。
Irradiating actinic radiation partially to a layer comprising a polymer and a monomer having a refractive index lower than that of the polymer,
A convex part formed by relatively projecting the surface of the non-irradiated region by utilizing the fact that the volume of the polymer decreases in the irradiated region irradiated with the active radiation and the surface of the irradiated region is partially recessed. A process for producing a concavo-convex structure, characterized in that
前記照射領域に対し積算光量分布が一様になるよう前記活性放射線を照射する請求項7に記載の凹凸構造体の製造方法。   The method for manufacturing a concavo-convex structure according to claim 7, wherein the active radiation is irradiated so that the integrated light amount distribution is uniform with respect to the irradiation region. 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の凹凸構造体を備えることを特徴とする光学部品。   An optical component comprising the uneven structure according to any one of claims 1 to 6. 請求項9に記載の光学部品を備えることを特徴とする光学装置。   An optical device comprising the optical component according to claim 9.
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