JPH07149528A - マイクロレンズアレイの成形用型及びその製造方法並びにマイクロレンズの製造方法 - Google Patents
マイクロレンズアレイの成形用型及びその製造方法並びにマイクロレンズの製造方法Info
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- JPH07149528A JPH07149528A JP29956993A JP29956993A JPH07149528A JP H07149528 A JPH07149528 A JP H07149528A JP 29956993 A JP29956993 A JP 29956993A JP 29956993 A JP29956993 A JP 29956993A JP H07149528 A JPH07149528 A JP H07149528A
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- microlens array
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/41—Profiled surfaces
- C03B2215/414—Arrays of products, e.g. lenses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラス製マイクロレンズアレイを繰り返し成
形できる型を提供し、前記型を用いて、形状の異なるガ
ラス製マイクロレンズアレイをプレス成形する方法を提
供することを目的とする。 【構成】 高強度な母材４上に保護層３を形成し、その
表面に塗布したレジスト２をマスク１を通して露光、現
像後、型表面をエッチングし保護層３に孔が多数個配列
した型を製造する。前記型を用いて成形条件を変化させ
てガラス板をプレス成形することによりレンズ形状を制
御してマイクロレンズアレイを製造する。
形できる型を提供し、前記型を用いて、形状の異なるガ
ラス製マイクロレンズアレイをプレス成形する方法を提
供することを目的とする。 【構成】 高強度な母材４上に保護層３を形成し、その
表面に塗布したレジスト２をマスク１を通して露光、現
像後、型表面をエッチングし保護層３に孔が多数個配列
した型を製造する。前記型を用いて成形条件を変化させ
てガラス板をプレス成形することによりレンズ形状を制
御してマイクロレンズアレイを製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶ディスプレ
イに代表される表示素子や光通信分野において利用され
るマイクロレンズアレイをプレス成形するための型、及
びこの型を用いたマイクロレンズアレイのプレス成形に
よる製造方法に関するものである。
イに代表される表示素子や光通信分野において利用され
るマイクロレンズアレイをプレス成形するための型、及
びこの型を用いたマイクロレンズアレイのプレス成形に
よる製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば液晶ディスプレイに代表さ
れる表示素子や光通信分野においては、光源からの光を
効率良く利用するために、微小なレンズを多数個配列し
たマイクロレンズアレイが利用されている。
れる表示素子や光通信分野においては、光源からの光を
効率良く利用するために、微小なレンズを多数個配列し
たマイクロレンズアレイが利用されている。
【０００３】このマイクロレンズアレイの素材として樹
脂を用いた場合、レンズの製造は比較的容易であるが、
温度、湿度に対する信頼性は、ガラスに比べて低下す
る。
脂を用いた場合、レンズの製造は比較的容易であるが、
温度、湿度に対する信頼性は、ガラスに比べて低下す
る。
【０００４】ガラス製マイクロレンズアレイの製造方法
としては、基板ガラスにマスクを施して溶融塩に浸漬し
マスク開口部からのみイオン交換を行わせて屈折率分布
を基板中に形成するイオン交換法が主流である。しかし
この方法では、イオン交換に非常に長い時間を要し且つ
ガラス基板に直接マイクロレンズを作り込んで行くため
量産には適さない。
としては、基板ガラスにマスクを施して溶融塩に浸漬し
マスク開口部からのみイオン交換を行わせて屈折率分布
を基板中に形成するイオン交換法が主流である。しかし
この方法では、イオン交換に非常に長い時間を要し且つ
ガラス基板に直接マイクロレンズを作り込んで行くため
量産には適さない。
【０００５】これに対して、マイクロレンズアレイの反
転形状を持つ成形型によりガラスをプレス成形してマイ
クロレンズアレイを製造する方法として、例えば、マイ
クロレンズのレンズ曲面形状を有するダイヤモンド圧子
を型に押し込んでレンズ形状の反転形状を有する凹部を
形成し、この押し込み操作を多数回繰り返して配列した
マイクロレンズアレイ成形用型により、ガラスをプレス
成形する方法（例えば特開平４−３６７０１号公報）な
どが検討されている。
転形状を持つ成形型によりガラスをプレス成形してマイ
クロレンズアレイを製造する方法として、例えば、マイ
クロレンズのレンズ曲面形状を有するダイヤモンド圧子
を型に押し込んでレンズ形状の反転形状を有する凹部を
形成し、この押し込み操作を多数回繰り返して配列した
マイクロレンズアレイ成形用型により、ガラスをプレス
成形する方法（例えば特開平４−３６７０１号公報）な
どが検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、極めて硬度の高いダイヤモンドをマイクロ
レンズのレンズ曲面に仕上げる超微細加工が要求され、
また５０mm×４０mmの面を持つ型に対して例えば８０万
個ものマイクロレンズ形状を持つ凹部を形成しなければ
ならない。従って、このような方法では、長い時間を要
し、またダイヤモンド圧子の損傷の可能性も高く、型の
製造が困難である。
の構成では、極めて硬度の高いダイヤモンドをマイクロ
レンズのレンズ曲面に仕上げる超微細加工が要求され、
また５０mm×４０mmの面を持つ型に対して例えば８０万
個ものマイクロレンズ形状を持つ凹部を形成しなければ
ならない。従って、このような方法では、長い時間を要
し、またダイヤモンド圧子の損傷の可能性も高く、型の
製造が困難である。
【０００７】また従来のプレス成形では、型に形成した
レンズ曲面を光学素材に転写することにより、光学レン
ズを製造しており、必然的に一つの型で成形できるレン
ズは一種類に限定されている。
レンズ曲面を光学素材に転写することにより、光学レン
ズを製造しており、必然的に一つの型で成形できるレン
ズは一種類に限定されている。
【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、ガラス製マイクロレンズアレイを繰り返し成形可能
で且つ製造の容易な型を提供し、また前記型を用いて、
型の形状とは異なる所望のレンズ曲面を得ることが可能
であり且つ量産性の良いガラス製マイクロレンズアレイ
のプレス成形による製造方法を提供することを目的とす
る。
で、ガラス製マイクロレンズアレイを繰り返し成形可能
で且つ製造の容易な型を提供し、また前記型を用いて、
型の形状とは異なる所望のレンズ曲面を得ることが可能
であり且つ量産性の良いガラス製マイクロレンズアレイ
のプレス成形による製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、耐熱性があり高強度な母材と前記母材のプ
レス面に形成された貴金属系合金保護層とからなりマイ
クロレンズに対応する孔もしくは窪みを多数個配列した
マイクロレンズアレイ成形用型、貴金属系合金保護層に
塗布したレジストにマスクを通して露光、現像しエッチ
ングにより前記保護層にマイクロレンズに対応する孔を
多数個形成することを特徴とするマイクロレンズアレイ
成形用型の製造方法、母材に塗布したレジストにマスク
を通して露光、現像しエッチングした後に貴金属系合金
保護層を形成してマイクロレンズに対応する孔を多数個
形成することを特徴とするマイクロレンズアレイ成形用
型の製造方法、及び、前記マイクロレンズアレイの成形
用型と平面型との間にガラス素材を設置し加熱温度、加
圧力及び加圧時間を調整することによりマイクロレンズ
のレンズ曲面形状を制御して成形するようになしたマイ
クロレンズアレイの製造方法である。
に本発明は、耐熱性があり高強度な母材と前記母材のプ
レス面に形成された貴金属系合金保護層とからなりマイ
クロレンズに対応する孔もしくは窪みを多数個配列した
マイクロレンズアレイ成形用型、貴金属系合金保護層に
塗布したレジストにマスクを通して露光、現像しエッチ
ングにより前記保護層にマイクロレンズに対応する孔を
多数個形成することを特徴とするマイクロレンズアレイ
成形用型の製造方法、母材に塗布したレジストにマスク
を通して露光、現像しエッチングした後に貴金属系合金
保護層を形成してマイクロレンズに対応する孔を多数個
形成することを特徴とするマイクロレンズアレイ成形用
型の製造方法、及び、前記マイクロレンズアレイの成形
用型と平面型との間にガラス素材を設置し加熱温度、加
圧力及び加圧時間を調整することによりマイクロレンズ
のレンズ曲面形状を制御して成形するようになしたマイ
クロレンズアレイの製造方法である。
【００１０】
【作用】型母材として耐熱性があり高強度な材料を用い
ることによりガラスのプレス成形に伴う高温でのプレス
圧力に耐え得ることが可能となり、前記母材のプレス面
に貴金属系保護層を形成することにより酸化及びガラス
の凝着を抑制することが可能となる。
ることによりガラスのプレス成形に伴う高温でのプレス
圧力に耐え得ることが可能となり、前記母材のプレス面
に貴金属系保護層を形成することにより酸化及びガラス
の凝着を抑制することが可能となる。
【００１１】また成形型のマイクロレンズに対応する部
分の形状は、レンズ曲面形状の反転転写形状とは異なり
孔もしくは窪みであるので構造が簡単であり且つ成形す
るレンズ曲面形状が限定されない。つまり、孔もしくは
窪みを有する成形型でガラス材をプレスすると、孔もし
くは窪みの部分のガラス材は、孔もしくは窪みの内部に
進入するように盛り上がり、レンズが形成されるのであ
る。そして、このレンズ形状すなわち上記のガラスの盛
り上がりの形状は、プレス時の圧力、加圧時間、ガラス
温度等の成形パラメータを操作することにより制御でき
るので、広範な形状のマイクロレンズを成形できる。
分の形状は、レンズ曲面形状の反転転写形状とは異なり
孔もしくは窪みであるので構造が簡単であり且つ成形す
るレンズ曲面形状が限定されない。つまり、孔もしくは
窪みを有する成形型でガラス材をプレスすると、孔もし
くは窪みの部分のガラス材は、孔もしくは窪みの内部に
進入するように盛り上がり、レンズが形成されるのであ
る。そして、このレンズ形状すなわち上記のガラスの盛
り上がりの形状は、プレス時の圧力、加圧時間、ガラス
温度等の成形パラメータを操作することにより制御でき
るので、広範な形状のマイクロレンズを成形できる。
【００１２】そして、成形型の製造方法として、レジス
トの塗布、露光、現像、エッチングの工程を経てマイク
ロレンズに対応する孔を多数個形成する方法により容易
に型を製造することが可能となる。
トの塗布、露光、現像、エッチングの工程を経てマイク
ロレンズに対応する孔を多数個形成する方法により容易
に型を製造することが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１４】（実施例１）図１は第１の実施例のマイク
ロレンズアレイ成形用型の構成と製造方法を示す図であ
る。型の母材４としてＷＣを主成分とする超硬合金を用
い、そのプレス面を研磨して鏡面に仕上げる。プレス面
の寸法は１０mm×１０mmとした。このように鏡面に研磨
した母材４のプレス面に保護層３としてスパッタ法によ
り白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）合金を１０μｍの厚
さで形成した。
ロレンズアレイ成形用型の構成と製造方法を示す図であ
る。型の母材４としてＷＣを主成分とする超硬合金を用
い、そのプレス面を研磨して鏡面に仕上げる。プレス面
の寸法は１０mm×１０mmとした。このように鏡面に研磨
した母材４のプレス面に保護層３としてスパッタ法によ
り白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）合金を１０μｍの厚
さで形成した。
【００１５】そしてこの保護層３の表面に、ノボラック
系のフォトレジスト２を均一に塗布した。このフォトレ
ジスト２を露光するためのマスク１は、直径３０μｍの
円形の穴が５０μｍピッチで縦２００個×横２００個の
合計４万個配列されたもので、レジスト２上に密着して
設置した。図１（ａ）はこの状態を示している。
系のフォトレジスト２を均一に塗布した。このフォトレ
ジスト２を露光するためのマスク１は、直径３０μｍの
円形の穴が５０μｍピッチで縦２００個×横２００個の
合計４万個配列されたもので、レジスト２上に密着して
設置した。図１（ａ）はこの状態を示している。
【００１６】露光後、感光した部分のレジストを現像し
て除去した。図１（ｂ）はこの時の状態を示している。
次にＡｒ+ イオンビームによりレジスト２に覆われてい
ない部分の保護層３を垂直方向に深さにして７μｍエッ
チングし、その後表面に残っていたレジストを除去し
た。以上の工程を経て型を製造した。図１（ｃ）は完成
した型の断面概略図であり、図２はその型の斜視図を示
している。
て除去した。図１（ｂ）はこの時の状態を示している。
次にＡｒ+ イオンビームによりレジスト２に覆われてい
ない部分の保護層３を垂直方向に深さにして７μｍエッ
チングし、その後表面に残っていたレジストを除去し
た。以上の工程を経て型を製造した。図１（ｃ）は完成
した型の断面概略図であり、図２はその型の斜視図を示
している。
【００１７】この様にして得られた成形型は、耐熱性が
あり高強度な超硬合金からなる母材４と、前記母材４の
プレス面に形成されたＰｔ−Ｉｒ合金保護層３とからな
り、マイクロレンズに対応する孔を多数個配列した形状
となっている。
あり高強度な超硬合金からなる母材４と、前記母材４の
プレス面に形成されたＰｔ−Ｉｒ合金保護層３とからな
り、マイクロレンズに対応する孔を多数個配列した形状
となっている。
【００１８】次に、この様にして得た型を使用して、ガ
ラス板をプレス成形することにより、マイクロレンズア
レイを製造する方法を示す。図３（ａ）に示すように、
前記マイクロレンズアレイ成形用型と平面型との間に、
転移点４３０℃のＳＦ系の平板状のガラス素材５を設置
した。この平面型もマイクロレンズアレイ成形用型と同
様に、ＷＣを主成分とする超硬合金からなる母材７上に
Ｐｔ−Ｉｒ合金の保護層６を形成したものを使用した。
ラス板をプレス成形することにより、マイクロレンズア
レイを製造する方法を示す。図３（ａ）に示すように、
前記マイクロレンズアレイ成形用型と平面型との間に、
転移点４３０℃のＳＦ系の平板状のガラス素材５を設置
した。この平面型もマイクロレンズアレイ成形用型と同
様に、ＷＣを主成分とする超硬合金からなる母材７上に
Ｐｔ−Ｉｒ合金の保護層６を形成したものを使用した。
【００１９】図３（ｂ）はプレス成形の様子を示してい
る。成形は窒素雰囲気中で行い、ガラス素材５を予め加
熱した後に、プレス成形する。その結果図３（ｂ）に示
すように、成形型のエッチング除去された窪みの部分で
ガラスの表面に凸形状が形成されてマイクロレンズアレ
イ５が製造される。勿論、この場合、窪みの深さは、図
示の通り、形成するマイクロレンズの厚みよりも深く形
成されている。
る。成形は窒素雰囲気中で行い、ガラス素材５を予め加
熱した後に、プレス成形する。その結果図３（ｂ）に示
すように、成形型のエッチング除去された窪みの部分で
ガラスの表面に凸形状が形成されてマイクロレンズアレ
イ５が製造される。勿論、この場合、窪みの深さは、図
示の通り、形成するマイクロレンズの厚みよりも深く形
成されている。
【００２０】成形条件を、予熱温度４５０℃、加圧力
０．３ＭＰａ、加圧時間２分間としてプレス成形した場
合、マイクロレンズの厚みは１．５μｍとなりＮＡ＝
０．１４となった。また予熱温度を４７０℃にして成形
するとマイクロレンズの厚みは３μｍでＮＡ＝０．２７
となった。次に予熱温度を５００℃にして成形した場
合、厚みが６μｍとなりＮＡ＝０．４７の高ＮＡマイク
ロレンズを製造することができた。
０．３ＭＰａ、加圧時間２分間としてプレス成形した場
合、マイクロレンズの厚みは１．５μｍとなりＮＡ＝
０．１４となった。また予熱温度を４７０℃にして成形
するとマイクロレンズの厚みは３μｍでＮＡ＝０．２７
となった。次に予熱温度を５００℃にして成形した場
合、厚みが６μｍとなりＮＡ＝０．４７の高ＮＡマイク
ロレンズを製造することができた。
【００２１】同様に、加圧力、加圧時間を変化させても
レンズ曲面の曲率半径を制御することが可能であった。
レンズ曲面の曲率半径を制御することが可能であった。
【００２２】以上のように、成形型には、マイクロレン
ズのレンズ曲面と異なる形状の孔が形成されているた
め、温度、圧力、時間の各成形条件を調整することによ
りマイクロレンズのレンズ曲面を所望の形状に制御する
ことが可能である。
ズのレンズ曲面と異なる形状の孔が形成されているた
め、温度、圧力、時間の各成形条件を調整することによ
りマイクロレンズのレンズ曲面を所望の形状に制御する
ことが可能である。
【００２３】次に、予熱温度４７０℃、加圧力０．３Ｍ
Ｐａ、加圧時間２分の成形条件で１万個のマイクロレン
ズアレイをプレス成形した。その結果成形されたマイク
ロレンズアレイは１万回の成形を経てもレンズ形状に変
化は無かった。また型を観察した結果、成形前と１万回
成形を繰り返した後とで型表面の劣化は見られなかっ
た。
Ｐａ、加圧時間２分の成形条件で１万個のマイクロレン
ズアレイをプレス成形した。その結果成形されたマイク
ロレンズアレイは１万回の成形を経てもレンズ形状に変
化は無かった。また型を観察した結果、成形前と１万回
成形を繰り返した後とで型表面の劣化は見られなかっ
た。
【００２４】以上のように、耐熱性があり高強度な超硬
合金母材と、前記母材のプレス面に耐酸化性及び耐ガラ
ス凝着性に優れたＰｔ−Ｉｒ合金保護層とから構成され
ているので、ガラスを繰り返し成形することができ、ガ
ラス製マイクロレンズアレイを効率良く量産することが
可能であった。
合金母材と、前記母材のプレス面に耐酸化性及び耐ガラ
ス凝着性に優れたＰｔ−Ｉｒ合金保護層とから構成され
ているので、ガラスを繰り返し成形することができ、ガ
ラス製マイクロレンズアレイを効率良く量産することが
可能であった。
【００２５】更に、以上に述べた成形型の製造方法によ
り、例えばマイクロレンズに対応する部分を機械的に加
工する方法やマイクロレンズのレンズ曲面形状を型にそ
のまま製造する従来の成形型の製造方法に比べて、容易
にマイクロレンズアレイ成形用型を製造することが可能
である。
り、例えばマイクロレンズに対応する部分を機械的に加
工する方法やマイクロレンズのレンズ曲面形状を型にそ
のまま製造する従来の成形型の製造方法に比べて、容易
にマイクロレンズアレイ成形用型を製造することが可能
である。
【００２６】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図面を参照しながら説明する。図４は第２の実
施例のマイクロレンズアレイ成形用型の構成と製造方法
を示している。型の母材１２としてＷＣを主成分とする
超硬合金を用い、そのプレス面を研磨して鏡面に仕上げ
た。プレス面の寸法は１０mm×１０mmとした。母材１２
のプレス面にノボラック系のフォトレジスト１１を均一
に塗布した。マスク１０は、直径１００μｍの円形の光
透過部分が１２０μｍピッチで縦８０個×横８０個の合
計６４００個配列したパターンのものを用い、レジスト
１１上に密着して設置した。図４（ａ）はこの状態を示
している。
について図面を参照しながら説明する。図４は第２の実
施例のマイクロレンズアレイ成形用型の構成と製造方法
を示している。型の母材１２としてＷＣを主成分とする
超硬合金を用い、そのプレス面を研磨して鏡面に仕上げ
た。プレス面の寸法は１０mm×１０mmとした。母材１２
のプレス面にノボラック系のフォトレジスト１１を均一
に塗布した。マスク１０は、直径１００μｍの円形の光
透過部分が１２０μｍピッチで縦８０個×横８０個の合
計６４００個配列したパターンのものを用い、レジスト
１１上に密着して設置した。図４（ａ）はこの状態を示
している。
【００２７】フォトレジスト１１をマスク１０を用いて
露光した後、感光した部分のレジストを現像して除去し
た。図４（ｂ）はこの時の状態を示している。次にＡｒ
+ イオンビームによりレジスト１１に覆われていない部
分の母材１２を垂直方向に深さにして１０μｍエッチン
グし、その後表面に残っていたレジスト１１を除去す
る。図４（ｃ）はこの状態を示している。母材１２のプ
レス面に保護層１３としてスパッタ法によりルテニウム
−タングステン−タンタル（Ｒｕ−Ｗ−Ｔａ）合金を３
μｍの厚さで形成する。
露光した後、感光した部分のレジストを現像して除去し
た。図４（ｂ）はこの時の状態を示している。次にＡｒ
+ イオンビームによりレジスト１１に覆われていない部
分の母材１２を垂直方向に深さにして１０μｍエッチン
グし、その後表面に残っていたレジスト１１を除去す
る。図４（ｃ）はこの状態を示している。母材１２のプ
レス面に保護層１３としてスパッタ法によりルテニウム
−タングステン−タンタル（Ｒｕ−Ｗ−Ｔａ）合金を３
μｍの厚さで形成する。
【００２８】以上の工程を経て型を製造した。図４
（ｃ）は完成した型の断面図を示している。
（ｃ）は完成した型の断面図を示している。
【００２９】次に、第１実施例と同様にこの成形型を使
用して、ガラス板をプレス成形することにより、マイク
ロレンズアレイを製造する方法を示す。上記のマイクロ
レンズアレイ成形用型と平面型との間に、転移点４３０
℃のＳＦ系の平板状のガラス素材を設置した。なお、平
面型もマイクロレンズアレイ成形用型と同様に、ＷＣを
主成分とする超硬合金からなる母材７上にＲｕ−Ｗ−Ｔ
ａ合金の保護層を形成したものを使用した。成形は窒素
雰囲気中で行い、ガラス素材を予め加熱した後に、プレ
ス成形する。
用して、ガラス板をプレス成形することにより、マイク
ロレンズアレイを製造する方法を示す。上記のマイクロ
レンズアレイ成形用型と平面型との間に、転移点４３０
℃のＳＦ系の平板状のガラス素材を設置した。なお、平
面型もマイクロレンズアレイ成形用型と同様に、ＷＣを
主成分とする超硬合金からなる母材７上にＲｕ−Ｗ−Ｔ
ａ合金の保護層を形成したものを使用した。成形は窒素
雰囲気中で行い、ガラス素材を予め加熱した後に、プレ
ス成形する。
【００３０】その結果、成形型の孔の部分でガラスの表
面にマイクロレンズアレイとなる凸形状部分が形成され
る。成形条件を、予熱温度４５０℃、加圧力０．３ＭＰ
ａ、加圧時間２分間としてプレス成形すると、マイクロ
レンズの厚みは２μｍとなりＮＡ＝０．０５となった。
また予熱温度を４７０℃にして成形するとマイクロレン
ズの厚みは４μｍでＮＡ＝０．１となる。次に予熱温度
を５００℃にして成形した場合、厚みが８μｍ、ＮＡ＝
０．１９のマイクロレンズを製造することができた。
面にマイクロレンズアレイとなる凸形状部分が形成され
る。成形条件を、予熱温度４５０℃、加圧力０．３ＭＰ
ａ、加圧時間２分間としてプレス成形すると、マイクロ
レンズの厚みは２μｍとなりＮＡ＝０．０５となった。
また予熱温度を４７０℃にして成形するとマイクロレン
ズの厚みは４μｍでＮＡ＝０．１となる。次に予熱温度
を５００℃にして成形した場合、厚みが８μｍ、ＮＡ＝
０．１９のマイクロレンズを製造することができた。
【００３１】同様に、加圧力、加圧時間を変化させても
レンズ曲面の曲率半径を制御することが可能であった。
レンズ曲面の曲率半径を制御することが可能であった。
【００３２】以上のように、型にマイクロレンズのレン
ズ曲面と異なる形状の孔が形成されているため、温度、
圧力、時間の各成形条件を調整することによりマイクロ
レンズのレンズ曲面を所望の形状に制御することが可能
である。
ズ曲面と異なる形状の孔が形成されているため、温度、
圧力、時間の各成形条件を調整することによりマイクロ
レンズのレンズ曲面を所望の形状に制御することが可能
である。
【００３３】次に、予熱温度４７０℃、加圧力０．３Ｍ
Ｐａ、加圧時間２分の成形条件で１万個のマイクロレン
ズアレイをプレス成形した。その結果成形されたマイク
ロレンズアレイは１万回の成形を経てもレンズ形状に変
化は無かった。また型を観察した結果、成形前と１万回
成形を繰り返した後とで型表面の劣化は見られなかっ
た。
Ｐａ、加圧時間２分の成形条件で１万個のマイクロレン
ズアレイをプレス成形した。その結果成形されたマイク
ロレンズアレイは１万回の成形を経てもレンズ形状に変
化は無かった。また型を観察した結果、成形前と１万回
成形を繰り返した後とで型表面の劣化は見られなかっ
た。
【００３４】以上のように、耐熱性があり高強度な超硬
合金母材と、前記母材のプレス面に耐酸化性及び耐ガラ
ス凝着性に優れたＲｕ−Ｗ−Ｔａ合金保護層とから構成
されているので、ガラスを繰り返し成形することがで
き、ガラス製マイクロレンズアレイを効率良く量産する
ことが可能であった。
合金母材と、前記母材のプレス面に耐酸化性及び耐ガラ
ス凝着性に優れたＲｕ−Ｗ−Ｔａ合金保護層とから構成
されているので、ガラスを繰り返し成形することがで
き、ガラス製マイクロレンズアレイを効率良く量産する
ことが可能であった。
【００３５】なお本実施例では、貴金属系保護層として
Ｐｔ−Ｉｒ合金及びＲｕ−Ｗ−Ｔａ合金を用いたが、白
金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、
ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスニウム（Ｏｓ）あるい
はタングステン（Ｗ）の中から少なくとも１種類以上含
有する合金を用いても同様の効果が得られた。また母材
としては耐熱性があり高強度であればよいので、本実施
例ではＷＣを主成分とする超硬合金を用いたがチタンカ
ーバイト（ＴｉＣ）あるいはチタンナイトライド（Ｔｉ
Ｎ）を主成分とするサーメット、またはＷＣ焼結体を用
いても同様の結果を得ることができる。
Ｐｔ−Ｉｒ合金及びＲｕ−Ｗ−Ｔａ合金を用いたが、白
金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、
ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスニウム（Ｏｓ）あるい
はタングステン（Ｗ）の中から少なくとも１種類以上含
有する合金を用いても同様の効果が得られた。また母材
としては耐熱性があり高強度であればよいので、本実施
例ではＷＣを主成分とする超硬合金を用いたがチタンカ
ーバイト（ＴｉＣ）あるいはチタンナイトライド（Ｔｉ
Ｎ）を主成分とするサーメット、またはＷＣ焼結体を用
いても同様の結果を得ることができる。
【００３６】更には、上記各実施例では、板状のガラス
素材にマイクロレンズを形成する場合について説明を行
ったが、本発明において使用されるガラス素材は板状に
限定されない。例えば、曲面上にマイクロレンズを形成
する場合、この曲面に整合する曲面に多数の窪みが形成
された成形型を用いることにより、上記実施例と同様に
して、成形パラメータを制御することにより、広範な形
状のマイクロレンズを成形できる。
素材にマイクロレンズを形成する場合について説明を行
ったが、本発明において使用されるガラス素材は板状に
限定されない。例えば、曲面上にマイクロレンズを形成
する場合、この曲面に整合する曲面に多数の窪みが形成
された成形型を用いることにより、上記実施例と同様に
して、成形パラメータを制御することにより、広範な形
状のマイクロレンズを成形できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は、耐熱性があり高強度な母材
と、前記母材のプレス面に形成された貴金属系合金保護
層とからなり、マイクロレンズに対応する孔を多数個配
列した型の構成により信頼性の高いガラス製マイクロレ
ンズアレイを繰り返し成形することが可能となる。ま
た、貴金属系合金保護層に塗布したレジストにマスクを
通して露光、現像しエッチングにより前記保護層にマイ
クロレンズに対応する孔を多数個形成することを特徴と
するマイクロレンズアレイ成形用型の製造方法、及び母
材に塗布したレジストにマスクを通して露光、現像しエ
ッチングした後に貴金属系合金保護層を形成してマイク
ロレンズに対応する孔を多数個形成することを特徴とす
るマイクロレンズアレイ成形用型の製造方法により容易
に型を製造することが可能となる。
と、前記母材のプレス面に形成された貴金属系合金保護
層とからなり、マイクロレンズに対応する孔を多数個配
列した型の構成により信頼性の高いガラス製マイクロレ
ンズアレイを繰り返し成形することが可能となる。ま
た、貴金属系合金保護層に塗布したレジストにマスクを
通して露光、現像しエッチングにより前記保護層にマイ
クロレンズに対応する孔を多数個形成することを特徴と
するマイクロレンズアレイ成形用型の製造方法、及び母
材に塗布したレジストにマスクを通して露光、現像しエ
ッチングした後に貴金属系合金保護層を形成してマイク
ロレンズに対応する孔を多数個形成することを特徴とす
るマイクロレンズアレイ成形用型の製造方法により容易
に型を製造することが可能となる。
【００３８】そして前記マイクロレンズアレイ成形用型
と平面型との間にガラス素材を設置し、加熱温度、加圧
力及び加圧時間を調整してプレス成形をすることによ
り、型の形状とは異なる所望のレンズ曲面を得ることが
可能となり且つ量産性の極めて良いガラス製マイクロレ
ンズアレイを製造することが可能となる。
と平面型との間にガラス素材を設置し、加熱温度、加圧
力及び加圧時間を調整してプレス成形をすることによ
り、型の形状とは異なる所望のレンズ曲面を得ることが
可能となり且つ量産性の極めて良いガラス製マイクロレ
ンズアレイを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズアレイ成形用型の製造
方法の一実施例を示す工程図
方法の一実施例を示す工程図
【図２】同実施例により得られたマイクロレンズアレイ
成形用型の斜視図
成形用型の斜視図
【図３】同実施例で得られた成形型を用いたマイクロレ
ンズアレイの製造工程図
ンズアレイの製造工程図
【図４】本発明のマイクロレンズアレイ成形用型の製造
方法の他の実施例を示す工程図
方法の他の実施例を示す工程図
１ マスク ２ レジスト ３ 保護層 ４ 母材 ５ ガラス素材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】耐熱性があり高強度な母材と、前記母材の
プレス面に形成された貴金属系合金保護層とからなり、
マイクロレンズに対応する孔を多数個配列したマイクロ
レンズアレイ成形用型。 - 【請求項２】プレス成形用型の母材として、タングステ
ンカーバイト（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、チタン
カーバイト（ＴｉＣ）あるいはチタンナイトライド（Ｔ
ｉＮ）を主成分とするサーメット、またはＷＣ焼結体を
用いることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズ
アレイ成形用型。 - 【請求項３】貴金属系合金保護層として、白金（Ｐ
ｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、
パラジウム（Ｐｄ）、オスニウム（Ｏｓ）あるいはタン
グステン（Ｗ）の中から少なくとも１種類以上含有する
貴金属系合金を用いることを特徴とする請求項１記載の
マイクロレンズアレイ成形用型。 - 【請求項４】貴金属系合金保護層に塗布したレジストに
マスクを通して露光、現像し、エッチングにより前記保
護層にマイクロレンズに対応する孔を多数個形成するこ
とを特徴とするマイクロレンズアレイ成形用型の製造方
法。 - 【請求項５】母材に塗布したレジストにマスクを通して
露光、現像し、エッチングした後に貴金属系合金保護層
を形成して、マイクロレンズに対応する孔を多数個形成
することを特徴とするマイクロレンズアレイ成形用型の
製造方法。 - 【請求項６】表面に窪みを有する成形型を、加熱された
被成形材に加圧接触させることにより、前記窪み内にお
いて、前記窪みの周縁から前記窪みの中心部に向かって
高さが漸増する凸部を、前記窪みの内壁面とは略非接触
状態で前記被成形材表面に形成し、前記凸部をマイクロ
レンズとするマイクロレンズの製造方法。 - 【請求項７】被成形材の加熱温度、加圧力、加圧時間の
うちの少なくとも１つを変化させることにより、凸部表
面の曲面形状を制御することを特徴とする請求項６記載
のマイクロレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29956993A JPH07149528A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | マイクロレンズアレイの成形用型及びその製造方法並びにマイクロレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29956993A JPH07149528A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | マイクロレンズアレイの成形用型及びその製造方法並びにマイクロレンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07149528A true JPH07149528A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=17874330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29956993A Pending JPH07149528A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | マイクロレンズアレイの成形用型及びその製造方法並びにマイクロレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07149528A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1069082A2 (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-17 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for compression moulding glass microlens arrays |
| CN1305789C (zh) * | 2003-01-24 | 2007-03-21 | 奥林巴斯株式会社 | 光学元件成形用的模具和光学元件 |
| JP2007182372A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Schott Ag | 構造化された表面を有するガラス部材の製造方法 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP29956993A patent/JPH07149528A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1069082A2 (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-17 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for compression moulding glass microlens arrays |
| EP1069082A3 (en) * | 1999-07-15 | 2001-10-17 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for compression moulding glass microlens arrays |
| CN1305789C (zh) * | 2003-01-24 | 2007-03-21 | 奥林巴斯株式会社 | 光学元件成形用的模具和光学元件 |
| JP2007182372A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Schott Ag | 構造化された表面を有するガラス部材の製造方法 |
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