JPH01167802A - マイクロレンズアレーの製造方法 - Google Patents

マイクロレンズアレーの製造方法

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JPH01167802A
JPH01167802A JP62327606A JP32760687A JPH01167802A JP H01167802 A JPH01167802 A JP H01167802A JP 62327606 A JP62327606 A JP 62327606A JP 32760687 A JP32760687 A JP 32760687A JP H01167802 A JPH01167802 A JP H01167802A
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JP
Japan
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radiation
transparent material
microlens array
manufacturing
stamper
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JP62327606A
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Teruki Aizawa
輝樹 相沢
Satoru Tsuchida
悟 土田
Masami Abe
阿部 真美
Takahiro Horie
隆宏 堀江
Haruki Yokono
春樹 横野
Takehiko Ishibashi
石橋 武彦
Yasuyuki Hirai
康之 平井
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、光学文字読取装置等に用いられるマイクロレ
ンズアレーの製造方法に関する。
[従来の技術] マイクロレンズは最近光通信用の各種光学部品構成材料
として、注目を集め、特にこのレンズを多数配列したマ
イクロレンズアレーは複写機やミニファックス用光学系
の転写用レンズとして使用され、装置の小型化に寄与し
ている。
マイクロレンズアレーの製造法としては、従来直径1m
m前後のロンド状のレンズを2〜3列に数百本配列して
アレー化する方法が一般的でありセルホックレンズ名で
市販されている。最近では、第2図に示すように、−枚
の平板ガラス8上に金属膜9を装着し、フォトリソグラ
フィー技術を利用して、この金属膜9に多数個の孔10
を配列した後、これをTlなとの高屈折イオンを含む溶
融塩中に高温で浸積して金属膜の孔10を通してイオン
を拡散させ、ガラス平板上に半球状の高屈折イオンの拡
散部11からなるマイクロレンズを配列する方法で作成
した平板マイクロレンズが注目を集めている。また、特
開昭61−58838号公報に示されているように、加
熱溶融させた光学材料をアレー状に配列して設けられた
穴から滴下させて基板上に付着させ固化させることによ
りレンズアレーを製造する方法、あるいは、特開昭62
−83334〜83336号公報に示されているように
円形のフォトマスクパターンを用い平板ガラスをエツチ
ングしたり、また、感光性ガラスに紫外線照射したりし
て円柱状突起部をガラス基板上に作り、次いで円柱状突
起部を球面状に変形せしめ凸レンズにすることによりレ
ンズアレーを製造する方法が提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、ロッド状レンズを製造する場合、直径1
mm前後のガラス柱を溶融したTl等の金属塩中に長時
間浸積し金属イオンを拡散させ屈折率分布を形成するた
め、製造時間が短縮できず、第2図に示した平板マイク
ロレンズの製造法でも例えば収量の少ないレンズを作成
するためには、イオン拡散部の形状とイオン濃度分布を
厳密に制御する必要があり、時には電圧を印加して、強
制的にイオンを拡散移入することも必要となってくるの
で、装置に工夫を要するなど、生産性の面で必ずしも良
い方法ではない。また、特開昭61−58838号公報
に示されている方法は、溶融状態の光学材料を滴下する
ため、形成される凸レンズの形状コントロールが難しく
さらに特開昭62−83334〜83336号公報に示
されている方法は、ガラス円柱状突起部を凸レンズとす
る際、加熱による軟化あるいは研磨により形状を加工し
ている。このためマイクロレンズアレーに要求される球
面精度を確保することが困難である。また、生産面にお
いても工程が従来法に比べ十分に筒略化されているとは
言い難い。
本発明は、上記の様なマイクロレンズアレーの製造法の
問題点を改良し、生産性に優れ、平板上に作成した凸レ
ンズの形状精度が良好なマイクロレンズアレーを製造す
る方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
このため、本発明者らは、前記問題点にかんがみて鋭意
研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は連続的に半球状の凹部を形成したス
タンバ1と放射線透過性基板2とを一定間隔をあけて向
い合わせに配置して形成される空間3内に放射線硬化性
透明材料を注入し、これに放射線を照射し放射線硬化性
透明材料を硬化させ、硬化後スタンパより放射線硬化性
透明材料硬化物と放射線透過性基板とから成る凸レンズ
成形体7を取り出すことを特徴とするマイクロレンズア
レーの製造方法に関するもので、生産性に優れ、平板上
に形成した凸レンズの形状精度が良好なマイクロレンズ
アレーを製造する方法を提供するものである。
本発明において、スタンパ1としては、表面加工並びに
シリコーン系離型剤で表面処理を施したニッケル、銅、
クロムもしくはこれらいずれか1種を主成分とする合金
を用いた金属板、ガラス板、またはポリペンテン、ポリ
プロピレン、ポリフッ化エチレン、ポリフッ化エチレン
プロピレン等の離型性高分子材料板等が用いられる。ス
タンパには径が1 n+m〜1011111の半球状の
凹部が直線状連続的に1〜数百段設けられている。
また、放射線透過性基板2としては、ガラス板あるいは
ポリスチレン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、アク
リルおよび/またはメタクリル樹脂あるいはこれらの変
性樹脂等の透明性プラスチック板を用いることが望まし
い。これらのスタンパ1と放射線透過性基板2とを0.
5閣〜2髄の一定間隔をあけて向い合わせに配置して形
成される空間3に放射線硬化性透明材料を注入し放射線
により硬化せしめると硬化物に分子配向や機械的熱的歪
がかかりにくく、光学歪の小さいしかも形状精度の良い
凸レンズを伴ったマイクロレンズアレーが簡便に得られ
る。放射線は放射線透過性基板の側からまたは、スタン
パが透明な場合はスタンパ側から、または両側より照射
する。
用いる放射線硬化性透明材料としては、(1)光学的歪
が小さく、(2)高い透明性を有し、(3)耐熱、耐湿
性が良好であり、(4)衝撃に強い機械的強度を有する
ものが好適に用いられる。このため、放射線硬化性透明
材料としては、アクリルおよび/またはメタクリル樹脂
、あるいはエポキシ樹脂があり、分子中に1個またはそ
れ以上のアクリル基またはメタクリル基またはエポキシ
基を有し、放射線照射時にラジカル重合開始剤などによ
り架橋反応を起し光学的に透明な硬化物となるものなら
ば特に限定はない。これらの材料は、特に常温で液状で
あれば型内の空間3に注入する際作業性の点で望ましい
本発明に用いる放射線硬化性透明材料は、アクリルおよ
び/またはメタクリル樹脂と放射線照射によりラジカル
を生成する重合開始剤0.5〜10重量%からなるもの
、あるいはエポキシ樹脂と放射線照射によりカチオンを
生成する重合開始剤0゜5〜lO重量%とからなるもの
が好適に用いられる。重合開始剤が0.5重量未満にな
ると、硬化が不十分となり10重量%を超えると硬化物
の機械的特性が低下する傾向にあり好ましくない。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。
実施例1 ポリブタジェンアクリレートTE−2000(日本曹達
製商品名)50重量部とイソボニルメタクリレートIB
X(共栄社油脂製商品名)50重量部、重合開始剤Da
rol173(メルク社製商品名)2重量部から成る放
射線硬化性透明材料を調合した。
次に第1図に示す様に半球状凹部を有するシリコーン系
離型剤で表面処理したニッケル製スクンパ1〔板厚が1
.2 wsで、径2mmの半球がIM間隔に半径分ずら
して50個づつ2列に設けられている。〕と平板ガラス
2とを向い合わせ、空間3を形成し、この中へ真空下注
入口4より放射線硬化性透明材料を注入した。平板ガラ
ス2側より波長領域320〜400nI11における強
度80w/er&の高圧水銀灯を用い30秒間照射し硬
化を行った。
次いでスタンパ1より放射線硬化性透明材料硬化物と放
射線透過性基板とから成る凸レンズ成形体を取り出しマ
イクロレンズアレー7を得た。得られたマイクロレンズ
アレーは、凸レンズの形状精度もよく優れた光学特性を
示した。
実施例2 ポリブタジェンアクリレートTEA−1000(日本曹
達製商品名)50重量部とジアクリレートKAYARA
D  MANDA(日本化薬類商品名)50重量部、重
合開始剤2重量部から成る放射線硬化性透明材料を調合
した。
次に、第1図に示す様に、半球状凹部を有するシリコー
ン系離型剤で表面処理したガラス製スタンパlとポリカ
ーボネート板2とを向い合わせ空間3を形成し、この中
へ真空下注入口4より放射線硬化性透明材料を注入した
。ガラス製スタンパ1とポリカーボネート板2の両側よ
り波長領域320〜400nmにおける強度80w/c
11iの高圧水銀灯を用い30秒間照射し硬化を行った
。次いでスタンパ1より放射線硬化性透明材料硬化物と
放射線透過性基板とから成る凸レンズ成形体を取り出し
てマイクロレンズアレーを得た。得られたマイクロレン
ズアレーは、凸レンズの形状精度もよく、優れた光学特
性を示した。
実施例3 ポリブタジェンアクリレートTE−2000(日本曹達
製商品名)50重量部とイソボニルメタクリレートIB
X(共栄社油脂製商品名)50重量部、重合開始剤Da
rol173(メルク社製商品名)2重量部から成る放
射線硬化性透明材料を調合した。
次に、第1図に示す様に、半球状凹部を有するポリフッ
化エチレン製スタンパ1と透明エポキシ樹脂板2とを向
い合わせ空間3を形成し、この中へ真空下注入口4より
放射線硬化性透明材料を注入した。透明エポキシ樹脂板
2側より波長領域320〜400nmにおける強度80
w/cTAの高圧水銀灯を用い30秒間照射し硬化を行
った。次いで、スタンパ1より放射線硬化性透明材料硬
化物と放射線透過性基板とから成る凸レンズ成形体を取
り出しマイクロレンズアレーを得た。得られたマイクロ
レンズアレーは凸レンズの形状精度もよく優れた光学特
性を示した。
〔発明の効果〕
本発明のマイクロレンズアレーの製造方法は、従来の方
法より生産性が高く、また形成した凸レンズの形状精度
も良好であるため、量産化、低価格化が実現できるなど
、その工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるマイクロレンズアレー製造方法
の部分的な工程を示す断面図であり、第2図は、従来の
製造法を示す断面図、第3図は第2図の方法によるマイ
クロレンズアレーの断面図である。 符号の説明 1 スタンパ    2 放射線透過性基板3 空間 
     4 材料の注入口5 放射線源    6 
放射線硬化性透明材料7 マイクロレンズアレー 8 平板ガラス 9 金属膜     10 孔 11 金属イオン拡散部 第1図      第2図 番台÷φトー5 1イト二二l

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、連続的に半球状の凹部を形成したスタンパと放射線
    透過性基板とを一定間隔をあけて向い合わせに配置して
    形成される空間内に放射線硬化性透明材料を注入し、こ
    れに放射線を照射して放射線硬化性透明材料を硬化させ
    、硬化後スタンパより放射線硬化性透明材料硬化物と放
    射線透過性基板とから成る凸レンズ成形体を取り出すこ
    とを特徴とするマイクロレンズアレーの製造方法。 2、放射線透過性基板がガラス板または透明プラスチッ
    ク板である特許請求範囲第1項記載のマイクロレンズア
    レーの製造方法。 3、スタンパの材質がニッケル、銅、クロムもしくはこ
    れらいずれか1種を主成分とする合金、または離型性高
    分子材料である特許請求範囲第1項または第2項記載の
    マイクロレンズアレーの製造方法。 4、放射線硬化性透明樹脂が常温において液状である特
    許請求範囲第1〜3項いずれか記載のマイクロレンズア
    レーの製造方法。 5、放射線硬化性透明材料が光硬化性透明材料であり放
    射線透過性基板が光透過性基板であり、放射線が光であ
    る特許請求範囲第1〜4項いずれか記載のマイクロレン
    ズアレーの製造方法。 6、放射線硬化性透明材料が紫外線硬化性透明材料であ
    り放射線透過性基板が紫外線透過性基板であり、放射線
    が光である特許請求範囲第1〜4項いずれか記載のマイ
    クロレンズアレーの製造方法。 7、放射線硬化性透明材料がアクリルおよび/またはメ
    タクリル樹脂あるいはエポキシ樹脂と0.5〜10重量
    %の重合開始剤を配合したものである特許請求範囲第1
    項〜第6項いずれか記載のマイクロレンズアレーの製造
    方法。
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Cited By (6)

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