JP3703441B2 - マイクロレンズ植え込み式光学板及びその製造方法 - Google Patents

マイクロレンズ植え込み式光学板及びその製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一種のマイクロレンズ光学板に係り、特に、光電装置に適用されるマイクロレンズ植え込み式光学板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロレンズ光学板は広く各種の光電装置に応用されている。従来よりマイクロレンズ光学板の多くはＶ−ｃｕｔの方式で製造され、ダイアモンドカッタを利用しモールドのコアにＶ字形の溝を刻み、さらに射出成形の方式で、条状プリズムを成形板に転写する。或いは半導体エッチングの技術を利用し、モールドのコアにプリズム或いはレンズ形状の溝を形成し、さらに射出成形の方式で、条状プリズムを成形板に転写する。しかし、伝統的な周知の加工方法は、プリズム或いはレンズ形状の溝が転写の効果を有するとはいえ、モールドのコアの細小な凹凸パターンは使用回数と時間の増加により摩損し、転写の効果が低減し、成形板の光学特性に影響が生じた。且つモールドのコア製造過程は煩瑣であり、試作、サンプリング、修正がいずれも容易でなく、開発時間が長くかかり且つ難しかった。
【０００３】
ゆえに、大量生産でき、製造コストを減らせ、開発時間を短縮でき、容易にマイクロレンズの配置パターンを調整でき、モールド及びコアの寿命を延長できるマイクロレンズ植え込み式光学板及びその製造方法が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主要な目的は、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法を提供し、大量生産でき、製造コストを減らせ、開発時間を短縮でき、並びにマイクロレンズ植え込み式光学板の製造工程を簡易化できるようにすることにある。
【０００５】
本発明の次の目的は、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法を提供し、これにより射出成形の技術で製造したモールド及びコアの寿命を延長できるようにすることにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法を提供し、これにより容易にマイクロレンズの配置を調整できるようにすることにある。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、表面が平滑で、光学構造が損壊しにくく、マイクロレンズ配置調整が容易なマイクロレンズ植え込み式光学板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、以下のＡからＦのステップ、即ち、
Ａ．マイクロレンズの配置に依り設計製造したスクリーンをモールド内縁の表面に置く
Ｂ．その上にマイクロレンズ固定に必要な接着剤を塗布する
Ｃ．スクリーンを除去する
Ｄ．複数のマイクロレンズをモールド内縁表面に散布し、それを先の接着剤が転写したスクリーンパターンに依りモールド内縁表面に付着させる
Ｅ．ポリマーを該モールドに注入して成形品を得る
Ｆ．モールドを開き、モールド成形したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す
以上を具えたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法としている。
請求項２の発明は、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、以下のＡからＤのステップ、即ち、
Ａ．モールド内縁の少なくとも一部の表面に接着剤を印加する
Ｂ．複数のマイクロレンズを該接着剤上に付着させる
Ｃ．ポリマーをモールドに注入してこれらマイクロレンズと結合させ成形品を得る
Ｄ．こうしてモールド成形したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す
以上を具えたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法としている。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、モールドに離型剤を塗布するステップを具えたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法としている。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、マイクロレンズを長条形プリズムとすることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法としている。
請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、マイクロレンズを球状マイクロレンズ或いは立方体マイクロレンズとすることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法としている。
請求項６の発明は、請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、ポリマーをＰＭＭＡとすることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法としている。
請求項７の発明は、マイクロレンズ植え込み式光学板において、
基板と、
該基板表面の内部に植え込まれた複数のマイクロレンズと、
を具えたことを特徴とするマイクロレンズ植え込み式光学板としている。
請求項８の発明は、請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、マイクロレンズが長条形プリズムとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板としている。
請求項９の発明は、請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、マイクロレンズが球状マイクロレンズ或いは立方体マイクロレンズとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板としている。
請求項１０の発明は、請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、基板がポリマーとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板としている。
請求項１１の発明は、請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、ポリマーがＰＭＭＡとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板としている。
請求項１２の発明は、請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、光学板が鏡面光学板であることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法は、以下のステップを含み、即ち、マイクロレンズの配置に依り設計製造したスクリーンをモールド内縁の表面に置き、その上にマイクロレンズ固定に必要な接着剤を塗布し、スクリーンを除去し、複数のマイクロレンズをモールド内縁表面に散布し、それを先の接着剤が転写したスクリーンパターンに依りモールド内縁表面に付着させ、ポリマーを該モールドに注入してこれらマイクロレンズと結合させ成形品を得、及び、該モールド形成したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す。
【００１０】
本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板のもう一つの製造方法は、以下のステップを含み、即ち、モールド内縁の少なくとも一部の表面に接着剤を印加し、複数のマイクロレンズを該接着剤上に付着させ、ポリマーを該モールドに注入してこれらマイクロレンズと結合させ成形品を得、及び、こうしてモールド形成したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す。
【００１１】
本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板は、基板と、複数のマイクロレンズとを具え、該複数のマイクロレンズは基板表面内に植え込まれている。
【００１２】
【実施例】
本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法は、以下のステップを含み、即ち、マイクロレンズの配置に依り設計製造したスクリーンをモールド内縁の表面に置き、その上にマイクロレンズ固定に必要な接着剤を塗布し、スクリーンを除去し、複数のマイクロレンズをモールド内縁表面に散布し、それを先の接着剤が転写したスクリーンパターンに依りモールド内縁表面に付着させ、ポリマーを該モールドに注入してこれらマイクロレンズと結合させ成形品を得、及び、該モールド形成したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す。
【００１３】
本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板のもう一つの製造方法は、以下のステップを含み、即ち、モールド内縁の少なくとも一部の表面に接着剤を印加し、複数のマイクロレンズを該接着剤上に付着させ、ポリマーを該モールドに注入してこれらマイクロレンズと結合させ成形品を得、及び、こうしてモールド形成したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す。
【００１４】
本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板は、基板と、複数のマイクロレンズとを具え、該複数のマイクロレンズは基板表面内に植え込まれている。
【００１５】
本発明のモールドに注入されるポリマーは任意のモールド用のポリマーとされるが、好ましくは、ＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）とされる。本発明のマイクロレンズの形状に制限はないが、好ましくは立方体、球状マイクロレンズ或いは長条形マイクロプリズムとされる。本発明が使用するマイクロレンズは例えばＬＩＧＡのようなＭＥＭＳ工程で大量製造されうる。ただしこの製造は本発明の範囲内ではない。本発明のマイクロレンズ或いはマイクロプリズムとマイクロレンズ植え込み式光学板鏡面基材は異なる屈折率を有し、必要に応じて選択組合せがなされる。該マイクロレンズ或いはマイクロプリズムの配置方式或いはパターンに制限はなく、必要により選択されるが、好ましくはアレイ式或いは平行式配列とされる。マイクロレンズ固定用の接着剤に制限はないが、モールドからの取り出しの容易度の必要により選択する。マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法は並びに選択的にモールド内縁に、モールドからの取り出しを容易とする離型剤を塗布する。本発明の少なくとも一部のモールド内縁表面に接着剤を印加する方式に制限はなく、スプレー、塗布、貼り付けなど適当な方式とされうる。
【００１６】
図１を参照されたい。図１は本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法表示図である。本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法は、まずスクリーンを雄型表面上に置き、該スクリーンは形成したいマイクロレンズ植え込み式光学板のマイクロレンズ配置方式に対応するパターンを有する。本実施例ではアレイ配列メッシュのパターンとされる。その後、該スクリーンを置いた雄型表面に接着剤を塗布し、この塗布する接着剤は該メッシュの配置に依り該メッシュに対応するパターンを該スクリーンを置いた該雄型の表面に転写する。その後、該スクリーンを除去し、並びに複数の立方体マイクロレンズをすでにパターン転写した接着剤を有する雄型の表面に散布し、この複数の立法体マイクロレンズを接着剤の転写したパターンの分布に依り該雄型表面上に固定する。マイクロレンズ固定後に、該雄型に対応する雌型を締め、並びにポリマー（例えばＰＭＭＡ）を注入し、モールド成形し、マイクロレンズとポリマーを結合させて鏡面光学板を形成する。最後に型を開き並びにモールド成形した本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板４００を得る（図２参照）。
【００１７】
本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板はマイクロレンズを光学板中に植え込むため、完成したマイクロレンズ植え込み式光学板の表面は光滑な表面或いはほぼ光滑な鏡面とされ、周知の一般のマイクロレンズ或いはマイクロプリズム表面が凹凸を有するのとは大きく異なる。従来のマイクロレンズ光学板或いはマイクロプリズム光学板の製造は、いずれも先に雄型の表面をＶ−ｃｕｔ或いはエッチングする処理が必要であるが、本発明はこのような煩雑な工程が不要で、製造コストを減らし、並びに製造時間を短縮できる。このほか、従来の光学板は修理の時、新たに雄型面のコアを製造する必要があったが、本発明はただ異なるスクリーンに変換すれば完成し、簡易で便利である。ゆえに本発明が従来の技術と異なる進歩性、優れた所を有していることは明白である。
【００１８】
【発明の効果】
総合すると、本発明はその目的、手段及び機能のいずれにおいても周知の技術の特徴とは異なっており、マイクロレンズ植え込み式光学板及びその製造方法の一大突破である。なお、以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法表示図である。
【図２】本発明のマイクロレンズ植え込み式光学板の製品表示図である。
【符号の説明】
１００ モールド １１０ 雄型
１２０ 雌型 １３０ ポリマー注入口
２００ スクリーン
３００ マイクロレンズ
４００ マイクロレンズ植え込み式光学板

Claims (12)

  1. マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、以下のＡからＦのステップ、即ち、
    Ａ．マイクロレンズの配置に依り設計製造したスクリーンをモールド内縁の表面に置く
    Ｂ．その上にマイクロレンズ固定に必要な接着剤を塗布する
    Ｃ．スクリーンを除去する
    Ｄ．複数のマイクロレンズをモールド内縁表面に散布し、それを先の接着剤が転写したスクリーンパターンに依りモールド内縁表面に付着させる
    Ｅ．ポリマーを該モールドに注入して成形品を得る
    Ｆ．モールドを開き、モールド成形したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す
    以上を具えたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法。
  2. マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、以下のＡからＤのステップ、即ち、
    Ａ．モールド内縁の少なくとも一部の表面に接着剤を印加する
    Ｂ．複数のマイクロレンズを該接着剤上に付着させる
    Ｃ．ポリマーをモールドに注入してこれらマイクロレンズと結合させ成形品を得る
    Ｄ．こうしてモールド成形したマイクロレンズ植え込み式光学板を取り出す
    以上を具えたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法。
  3. 請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、モールドに離型剤を塗布するステップを具えたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法。
  4. 請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、マイクロレンズを長条形プリズムとすることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法。
  5. 請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、マイクロレンズを球状マイクロレンズ或いは立方体マイクロレンズとすることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法。
  6. 請求項１又は請求項２に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法において、ポリマーをＰＭＭＡとすることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板の製造方法。
  7. マイクロレンズ植え込み式光学板において、
    基板と、
    該基板表面の内部に植え込まれた複数のマイクロレンズと、
    を具えたことを特徴とするマイクロレンズ植え込み式光学板。
  8. 請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、マイクロレンズが長条形プリズムとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板。
  9. 請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、マイクロレンズが球状マイクロレンズ或いは立方体マイクロレンズとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板。
  10. 請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、基板がポリマーとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板。
  11. 請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、ポリマーがＰＭＭＡとされたことを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板。
  12. 請求項７に記載のマイクロレンズ植え込み式光学板において、光学板が鏡面光学板であることを特徴とする、マイクロレンズ植え込み式光学板。
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