JPH11160502A - マイクロレンズの製造方法 - Google Patents
マイクロレンズの製造方法Info
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- JPH11160502A JPH11160502A JP32788597A JP32788597A JPH11160502A JP H11160502 A JPH11160502 A JP H11160502A JP 32788597 A JP32788597 A JP 32788597A JP 32788597 A JP32788597 A JP 32788597A JP H11160502 A JPH11160502 A JP H11160502A
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- microlens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マイクロレンズのサイズのコントロールを行
う。 【解決手段】支持基板１上に拡散防止層２を形成し、該
拡散防止層上に低融点ガラス層３のレンズパターンを形
成した後、前記低融点ガラス層３全面に流動抑制層８を
形成し、低融点ガラス層を熱溶融してマイクロレンズと
する。
う。 【解決手段】支持基板１上に拡散防止層２を形成し、該
拡散防止層上に低融点ガラス層３のレンズパターンを形
成した後、前記低融点ガラス層３全面に流動抑制層８を
形成し、低融点ガラス層を熱溶融してマイクロレンズと
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い効率で光を集
光することができるマイロクレンズの製造方法の技術分
野に属する。
光することができるマイロクレンズの製造方法の技術分
野に属する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、カラーの液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）は、カラーフィルタを使用して構成画素部を３原
色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とし、液晶の電気的スィッチングによ
り３原色の各光の透過を制御してカラー表示を行うもの
であり、プラズマディスプレイ等に比べて消費電力が小
さいという長所がある。このような液晶ディスプレイで
は、表示を明るく鮮明なものとするために、背後に照明
用光源を備えた、いわゆるバックライト方式が近年普及
している。しかし、照明用光源を使用した場合、消費電
力が増大し、上記の消費電力が小さいという液晶ディス
プレイの長所が損なわれることになる。このため、照明
用光源からの光を効率良く画素部に集光することによ
り、照明用光源に要する電力を低減することが要求さ
れ、その手段として、マイクロレンズを配列してなるマ
イクロレンズアレイを使用した液晶ディスプレイが提案
されている（特開昭６０−１６５６２３号等）。
ＣＤ）は、カラーフィルタを使用して構成画素部を３原
色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とし、液晶の電気的スィッチングによ
り３原色の各光の透過を制御してカラー表示を行うもの
であり、プラズマディスプレイ等に比べて消費電力が小
さいという長所がある。このような液晶ディスプレイで
は、表示を明るく鮮明なものとするために、背後に照明
用光源を備えた、いわゆるバックライト方式が近年普及
している。しかし、照明用光源を使用した場合、消費電
力が増大し、上記の消費電力が小さいという液晶ディス
プレイの長所が損なわれることになる。このため、照明
用光源からの光を効率良く画素部に集光することによ
り、照明用光源に要する電力を低減することが要求さ
れ、その手段として、マイクロレンズを配列してなるマ
イクロレンズアレイを使用した液晶ディスプレイが提案
されている（特開昭６０−１６５６２３号等）。
【０００３】また、ＣＣＤ等を使用したカラーイメージ
センサーでは、有効開口率を上げるために各受光セルに
対応したマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ
を受光面に配設したものが開発されている（特開昭６１
−６７００３号）。さらに、近年、光通信等で使用が増
大している光ファイバにおいても、光の結合を行う場合
にマイクロレンズが組み合わされて使用されている（特
開昭６１−１５３６０２号）。
センサーでは、有効開口率を上げるために各受光セルに
対応したマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ
を受光面に配設したものが開発されている（特開昭６１
−６７００３号）。さらに、近年、光通信等で使用が増
大している光ファイバにおいても、光の結合を行う場合
にマイクロレンズが組み合わされて使用されている（特
開昭６１−１５３６０２号）。
【０００４】上述のように、基板の一方の面に形成され
たマイクロレンズは種々の用途で使用されており、その
製造方法には、ガラスに拡散されたイオン濃度の分布
を利用して屈折率勾配型のレンズとする方法（Electron
ics Letters Vol.17,No.13.PP452(1981)) 、金型によ
ってプラスチックあるいはガラスの表面をレンズ状の凹
凸に成形する方法、熱可塑性樹脂を用いてレンズの平
面形状にパターン化し、その後、熱可塑性樹脂の軟化点
以上に加熱して流動させることによりパターンエッジに
ダレを生じさせて凸レンズを形成する方法（特開昭６０
−３８９８９号等）、感光性樹脂にプロキシミティ露
光を施してパターンエッジにボケを生じさせ、このボケ
に応じて光反応生成物の量に分布をもたせて凸レンズ形
状を得る方法（特開昭６１−１５３６０２号）、感光
性樹脂に強度分布をもたせた光を照射して露光し、光強
度に応じた屈折率分布パターンを形成して微小レンズと
する方法（特開昭６０−７２９２７号等）、感光性ガ
ラスに対する光照射によって生じる結晶化に伴った収縮
を利用して凸レンズを形成する方法（Applied Optics V
ol.24,No.16,P2520(1985)）、感光性樹脂をアライナ
ーを用いて所望のパターン状に露光すると、非露光部か
ら露光部に未反応のモノマーが移動して露光部が盛り上
がるという現象を利用した凸レンズ形成方法（応用物理
学会光学懇話会微小光学研究グループ機関誌 Vol.5,No.
2,P118(1987),同 Vol.6,No.2,P87(1988)）等がある。
たマイクロレンズは種々の用途で使用されており、その
製造方法には、ガラスに拡散されたイオン濃度の分布
を利用して屈折率勾配型のレンズとする方法（Electron
ics Letters Vol.17,No.13.PP452(1981)) 、金型によ
ってプラスチックあるいはガラスの表面をレンズ状の凹
凸に成形する方法、熱可塑性樹脂を用いてレンズの平
面形状にパターン化し、その後、熱可塑性樹脂の軟化点
以上に加熱して流動させることによりパターンエッジに
ダレを生じさせて凸レンズを形成する方法（特開昭６０
−３８９８９号等）、感光性樹脂にプロキシミティ露
光を施してパターンエッジにボケを生じさせ、このボケ
に応じて光反応生成物の量に分布をもたせて凸レンズ形
状を得る方法（特開昭６１−１５３６０２号）、感光
性樹脂に強度分布をもたせた光を照射して露光し、光強
度に応じた屈折率分布パターンを形成して微小レンズと
する方法（特開昭６０−７２９２７号等）、感光性ガ
ラスに対する光照射によって生じる結晶化に伴った収縮
を利用して凸レンズを形成する方法（Applied Optics V
ol.24,No.16,P2520(1985)）、感光性樹脂をアライナ
ーを用いて所望のパターン状に露光すると、非露光部か
ら露光部に未反応のモノマーが移動して露光部が盛り上
がるという現象を利用した凸レンズ形成方法（応用物理
学会光学懇話会微小光学研究グループ機関誌 Vol.5,No.
2,P118(1987),同 Vol.6,No.2,P87(1988)）等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のいずれのマイク
ロレンズの製造方法においても、所望の特性を備えたマ
イクロレンズをより簡単に且つ高いパターン精度で製造
できることが要求されているが、この要求に十分に応え
られるマイクロレンズの製造方法は未だ開発されていな
い。
ロレンズの製造方法においても、所望の特性を備えたマ
イクロレンズをより簡単に且つ高いパターン精度で製造
できることが要求されているが、この要求に十分に応え
られるマイクロレンズの製造方法は未だ開発されていな
い。
【０００６】これを解決するために、本出願人は、特願
平８−３３８１４７号において、支持基板の一方の面に
拡散防止層を形成し、該拡散防止層上に低融点ガラス層
を形成した後、該低融点ガラス層を熱溶融し、ガラス化
された低融点ガラス層上に感光性レジストを塗布し、そ
の後、所定パターンの開口を有するマスクを介して前記
感光性レジストを露光・現像してレジストパターンを形
成し、該レジストパターンをマスクとして前記低融点ガ
ラス層をエッチングして溝部を形成し、その後、前記低
融点ガラス層を再度、熱溶融してマイクロレンズとする
製造方法を提案している。
平８−３３８１４７号において、支持基板の一方の面に
拡散防止層を形成し、該拡散防止層上に低融点ガラス層
を形成した後、該低融点ガラス層を熱溶融し、ガラス化
された低融点ガラス層上に感光性レジストを塗布し、そ
の後、所定パターンの開口を有するマスクを介して前記
感光性レジストを露光・現像してレジストパターンを形
成し、該レジストパターンをマスクとして前記低融点ガ
ラス層をエッチングして溝部を形成し、その後、前記低
融点ガラス層を再度、熱溶融してマイクロレンズとする
製造方法を提案している。
【０００７】しかしながら、上記製造方法においては、
図３（Ａ）に示す焼成前のマイクロレンズ９′の形状
と、図３（Ｂ）に示す焼成後のマイクロレンズ９の形状
とを比較すると、焼成後にはマイクロレンズ９の自重と
表面張力の作用により基板１の横方向に広がってしま
い、例えばｘ＝１００μｍ、ｙ＝３０μｍのパターン
が、ｘ′＝１５０μｍ、ｙ′＝２０μｍとなってしま
い、マイクロレンズのサイズのコントロールが困難であ
るという問題を有している。
図３（Ａ）に示す焼成前のマイクロレンズ９′の形状
と、図３（Ｂ）に示す焼成後のマイクロレンズ９の形状
とを比較すると、焼成後にはマイクロレンズ９の自重と
表面張力の作用により基板１の横方向に広がってしま
い、例えばｘ＝１００μｍ、ｙ＝３０μｍのパターン
が、ｘ′＝１５０μｍ、ｙ′＝２０μｍとなってしま
い、マイクロレンズのサイズのコントロールが困難であ
るという問題を有している。
【０００８】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、マイクロレンズのサイズのコントロールを行うこと
ができるマイクロレンズの製造方法を提供することを目
的とする。
て、マイクロレンズのサイズのコントロールを行うこと
ができるマイクロレンズの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】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のマイクロレンズの製造方法
は、支持基板上に拡散防止層を形成し、該拡散防止層上
に低融点ガラス層のレンズパターンを形成した後、前記
低融点ガラス層全面に流動抑制層を塗布し、前記低融点
ガラス層を熱溶融してマイクロレンズとすることを特徴
とし、また、請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記流動抑制層を形成した後、支持基板の上下を反
転させて、熱溶融してマイクロレンズとすることを特徴
とし、請求項３記載の発明は、請求項１、２において、
前記流動抑制層が樹脂からなることを特徴とし、請求項
４記載の発明は、請求項１、２において、前記流動抑制
層が蒸着膜からなることを特徴とする。
に、本発明の請求項１記載のマイクロレンズの製造方法
は、支持基板上に拡散防止層を形成し、該拡散防止層上
に低融点ガラス層のレンズパターンを形成した後、前記
低融点ガラス層全面に流動抑制層を塗布し、前記低融点
ガラス層を熱溶融してマイクロレンズとすることを特徴
とし、また、請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記流動抑制層を形成した後、支持基板の上下を反
転させて、熱溶融してマイクロレンズとすることを特徴
とし、請求項３記載の発明は、請求項１、２において、
前記流動抑制層が樹脂からなることを特徴とし、請求項
４記載の発明は、請求項１、２において、前記流動抑制
層が蒸着膜からなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、本発明のマイクロレン
ズの製造方法の１実施形態を示す模式的断面図である。
先ず、図Ａに示す工程において、支持基板１上に拡散防
止層２を形成し、この拡散防止層２上に低融点ガラス層
３を形成する。
を参照しつつ説明する。図１は、本発明のマイクロレン
ズの製造方法の１実施形態を示す模式的断面図である。
先ず、図Ａに示す工程において、支持基板１上に拡散防
止層２を形成し、この拡散防止層２上に低融点ガラス層
３を形成する。
【００１１】支持基板１は、透明ガラス基板であり、石
英ガラス、無鉛ガラス、鉛ガラス等の材料からなるもの
であり、その厚みは、マイクロレンズの用途等を考慮し
て適宜設定することができ、例えば、０．１〜３ｍｍ程
度とする。
英ガラス、無鉛ガラス、鉛ガラス等の材料からなるもの
であり、その厚みは、マイクロレンズの用途等を考慮し
て適宜設定することができ、例えば、０．１〜３ｍｍ程
度とする。
【００１２】支持基板１上に形成される拡散防止層２
は、後述する低融点ガラス層３の成分が支持基板１に拡
散することを防止するためのもので、低融点ガラス層３
と支持基板１との相溶性が小さく低融点ガラスとなじみ
にくい材料、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、
ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ＢＮ、Ｓ
ｉ3Ｎ4、ＴｉＮ等の金属窒化物（反射型マイクロレンズ
の場合は、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属も使用可能）等の１
種または２種以上を使用して、スパッタリング法、電子
ビーム蒸発法、有機金属材料の塗布・焼成、気相成長法
（ＣＶＤ法）等により形成することができる。この拡散
防止層２は、単層構造および多層構造のいずれであって
もよく、その厚みは１００〜３０００オングストローム
程度が好ましい。厚みは１００オングストローム未満で
あると、拡散防止の作用が十分ではなく、マイクロレン
ズの表面状態が低下するので好ましくない。また、厚み
が３０００オングストロームを超えると、透過型マイク
ロレンズの場合、光の透過率が低下し好ましくない。
は、後述する低融点ガラス層３の成分が支持基板１に拡
散することを防止するためのもので、低融点ガラス層３
と支持基板１との相溶性が小さく低融点ガラスとなじみ
にくい材料、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、
ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ＢＮ、Ｓ
ｉ3Ｎ4、ＴｉＮ等の金属窒化物（反射型マイクロレンズ
の場合は、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属も使用可能）等の１
種または２種以上を使用して、スパッタリング法、電子
ビーム蒸発法、有機金属材料の塗布・焼成、気相成長法
（ＣＶＤ法）等により形成することができる。この拡散
防止層２は、単層構造および多層構造のいずれであって
もよく、その厚みは１００〜３０００オングストローム
程度が好ましい。厚みは１００オングストローム未満で
あると、拡散防止の作用が十分ではなく、マイクロレン
ズの表面状態が低下するので好ましくない。また、厚み
が３０００オングストロームを超えると、透過型マイク
ロレンズの場合、光の透過率が低下し好ましくない。
【００１３】マイクロレンズの材料である低融点ガラス
層３は、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3系、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−
ＳｉＯ2系、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系等の低融点ガラ
ス材料の１種または２種以上から、支持基板１よりも軟
化点の低い材料を用いて、スピンコート法、ロールコー
ト法、ブレードコート法、スクリーン印刷法等の公知の
方法により形成する。厚みは２〜１００μｍ程度とす
る。
層３は、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3系、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−
ＳｉＯ2系、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系等の低融点ガラ
ス材料の１種または２種以上から、支持基板１よりも軟
化点の低い材料を用いて、スピンコート法、ロールコー
ト法、ブレードコート法、スクリーン印刷法等の公知の
方法により形成する。厚みは２〜１００μｍ程度とす
る。
【００１４】次に、支持基板１を低融点ガラス層３の軟
化点よりも高く、かつ、支持基板１の軟化点よりも低い
温度で加熱し、低融点ガラス層３を熱溶融した後、冷却
してガラス化する。この熱溶融処理は、低融点ガラス層
３のポーラスな膜をある程度緻密化させるためで、後述
する感光性レジスト塗布工程において、レジストの塗布
性を向上させると共に、塗布の均一化、使用量の低減を
図るためであり、また、エッチング工程において、図Ｄ
に示す平坦部７の側面が不規則に浸食されてマイクロレ
ンズのパターン精度が悪くなるのを防止すると共に、低
融点ガラス層３中の樹脂成分が分解しエッチング残査が
生じるのを防止するためである。
化点よりも高く、かつ、支持基板１の軟化点よりも低い
温度で加熱し、低融点ガラス層３を熱溶融した後、冷却
してガラス化する。この熱溶融処理は、低融点ガラス層
３のポーラスな膜をある程度緻密化させるためで、後述
する感光性レジスト塗布工程において、レジストの塗布
性を向上させると共に、塗布の均一化、使用量の低減を
図るためであり、また、エッチング工程において、図Ｄ
に示す平坦部７の側面が不規則に浸食されてマイクロレ
ンズのパターン精度が悪くなるのを防止すると共に、低
融点ガラス層３中の樹脂成分が分解しエッチング残査が
生じるのを防止するためである。
【００１５】以上のように低融点ガラス層３を熱溶融し
ガラス化した後、低融点ガラス層３上に感光性レジスト
塗膜４を形成する。感光性レジスト塗膜４は、ゴム系ポ
ジレジスト、アクリル系ネガレジスト等の公知の感光性
レジストを使用し、スピンコート法、ブレードコート法
等成膜手段により形成することができ、厚みは０．５〜
２μｍ程度とする。また、上記の感光性レジストからな
るドライフィルムを使用して感光性レジスト塗膜４を形
成することもできる。
ガラス化した後、低融点ガラス層３上に感光性レジスト
塗膜４を形成する。感光性レジスト塗膜４は、ゴム系ポ
ジレジスト、アクリル系ネガレジスト等の公知の感光性
レジストを使用し、スピンコート法、ブレードコート法
等成膜手段により形成することができ、厚みは０．５〜
２μｍ程度とする。また、上記の感光性レジストからな
るドライフィルムを使用して感光性レジスト塗膜４を形
成することもできる。
【００１６】次に、図Ｂに示す工程において、マスクを
介して感光性レジスト塗膜４を露光し現像することによ
り、レジトスパターン５を形成する。このレジストパタ
ーン５は、マイクロレンズ群を構成する各マイクロレン
ズの配列の間隙部に相当するパターンで、すなわち格子
状の開口部５ａが形成されている。
介して感光性レジスト塗膜４を露光し現像することによ
り、レジトスパターン５を形成する。このレジストパタ
ーン５は、マイクロレンズ群を構成する各マイクロレン
ズの配列の間隙部に相当するパターンで、すなわち格子
状の開口部５ａが形成されている。
【００１７】次いで、図Ｃに示す工程において、支持基
板１をエッチング液に浸漬し、レジストパターン５をマ
スクとして低融点ガラス層３をエッチングして、低融点
ガラス層３に溝部６を形成し、拡散防止層２を露出させ
る。この低融点ガラス層３のエッチングに使用するエッ
チング液としては、フッ化水素酸、フッ化水素酸と硫酸
との混合液等を挙げることができる。その後、レジスト
剥離液によりレジストパターン５を剥離すると、図Ｄに
示すように、低融点ガラス層３は、形成しようとするマ
イクロレンズの配列パターンに対応して、周囲に溝部６
が形成された平坦部７を残した状態となる。
板１をエッチング液に浸漬し、レジストパターン５をマ
スクとして低融点ガラス層３をエッチングして、低融点
ガラス層３に溝部６を形成し、拡散防止層２を露出させ
る。この低融点ガラス層３のエッチングに使用するエッ
チング液としては、フッ化水素酸、フッ化水素酸と硫酸
との混合液等を挙げることができる。その後、レジスト
剥離液によりレジストパターン５を剥離すると、図Ｄに
示すように、低融点ガラス層３は、形成しようとするマ
イクロレンズの配列パターンに対応して、周囲に溝部６
が形成された平坦部７を残した状態となる。
【００１８】次に、図Ｅに示す工程において、焼成後の
レンズのサイズの変化を極力抑えるために、低融点ガラ
ス層３の全面に流動抑制層８を形成する。流動抑制層８
としては、光硬化型又は熱硬化型の樹脂であって、低融
点ガラスの焼成温度で灰化する樹脂を数μｍの厚さで塗
布して用いることができる。流動抑制層に用いられる樹
脂の例としては、エチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール、焼成型アクリル樹脂等がある。
レンズのサイズの変化を極力抑えるために、低融点ガラ
ス層３の全面に流動抑制層８を形成する。流動抑制層８
としては、光硬化型又は熱硬化型の樹脂であって、低融
点ガラスの焼成温度で灰化する樹脂を数μｍの厚さで塗
布して用いることができる。流動抑制層に用いられる樹
脂の例としては、エチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール、焼成型アクリル樹脂等がある。
【００１９】また、流動抑制層８として、炭素、ＳｉＯ
2等の透明又は焼成により透明となる物質を数千オング
ストローム蒸着して用いることも可能である。
2等の透明又は焼成により透明となる物質を数千オング
ストローム蒸着して用いることも可能である。
【００２０】次に、支持基板１を低融点ガラス層３の軟
化点よりも高く、かつ、支持基板１の軟化点よりも低い
温度で焼成し、低融点ガラス層３が熱溶融によって流動
するとき流動抑制層８がその広がりを抑制し、流動抑制
層８として前記の樹脂を使用した場合には、図Ｆに示す
ように、流動抑制層８は灰化されてなくなり、また、蒸
着膜を使用した場合には、低融点ガラス上に蒸着膜の被
膜を有した状態で、レンズ形状となったマイクロレンズ
９が形成され、このようなマイクロレンズ９が複数配列
されたマイクロレンズアレイ１０が得られる。また、支
持基板１の焼成による低融点ガラス層３全体の熱溶融で
は、支持基板１と低融点ガラス層３との間に拡散防止層
２を配置しているので、低融点ガラスの軟化点より１０
０〜４００℃高く設定でき、具体的には、電気炉等の加
熱手段を使用して熱溶融を行うことができる。
化点よりも高く、かつ、支持基板１の軟化点よりも低い
温度で焼成し、低融点ガラス層３が熱溶融によって流動
するとき流動抑制層８がその広がりを抑制し、流動抑制
層８として前記の樹脂を使用した場合には、図Ｆに示す
ように、流動抑制層８は灰化されてなくなり、また、蒸
着膜を使用した場合には、低融点ガラス上に蒸着膜の被
膜を有した状態で、レンズ形状となったマイクロレンズ
９が形成され、このようなマイクロレンズ９が複数配列
されたマイクロレンズアレイ１０が得られる。また、支
持基板１の焼成による低融点ガラス層３全体の熱溶融で
は、支持基板１と低融点ガラス層３との間に拡散防止層
２を配置しているので、低融点ガラスの軟化点より１０
０〜４００℃高く設定でき、具体的には、電気炉等の加
熱手段を使用して熱溶融を行うことができる。
【００２１】なお、形成するマイクロレンズ９の焦点距
離は、低融点ガラス層３の厚み（２〜１００μｍ程
度）、マイクロレンズ９のピッチ、溝部６の深さで設定
することができ、低融点ガラス層３の厚みは２〜１００
μｍ程度、溝部６の深さは１〜３０μｍ、幅は５〜１０
０μｍの範囲で設定し、その用途等に応じて焦点距離を
１０〜３０００μｍの範囲で、各マイクロレンズ９の形
成ピッチを１０〜５００μｍの範囲で適宜設定する。
離は、低融点ガラス層３の厚み（２〜１００μｍ程
度）、マイクロレンズ９のピッチ、溝部６の深さで設定
することができ、低融点ガラス層３の厚みは２〜１００
μｍ程度、溝部６の深さは１〜３０μｍ、幅は５〜１０
０μｍの範囲で設定し、その用途等に応じて焦点距離を
１０〜３０００μｍの範囲で、各マイクロレンズ９の形
成ピッチを１０〜５００μｍの範囲で適宜設定する。
【００２２】図２は、本発明のマイクロレンズの製造方
法の他の実施形態を示す模式的断面図である。上記実施
形態においては、エッチング液を用いるようにしている
が、本実施形態においては、低融点ガラス層３をドライ
エッチングして溝部６を形成する。このようなドライエ
ッチングは、カソードカップル型反応性イオンエッチン
グ、平行平板型イオンエッチング等を使用して行うこと
ができる。溝部６の深さは１〜２０μｍ、幅は３〜６０
μｍの範囲で設定することができる。本実施形態におい
ては、レジストパターン５の開口部５ａの幅に対応して
溝部６が形成されるため、マイクロレンズ９のパターン
精度を更に向上させることができる。
法の他の実施形態を示す模式的断面図である。上記実施
形態においては、エッチング液を用いるようにしている
が、本実施形態においては、低融点ガラス層３をドライ
エッチングして溝部６を形成する。このようなドライエ
ッチングは、カソードカップル型反応性イオンエッチン
グ、平行平板型イオンエッチング等を使用して行うこと
ができる。溝部６の深さは１〜２０μｍ、幅は３〜６０
μｍの範囲で設定することができる。本実施形態におい
ては、レジストパターン５の開口部５ａの幅に対応して
溝部６が形成されるため、マイクロレンズ９のパターン
精度を更に向上させることができる。
【００２３】更に、本実施形態において特徴的なこと
は、図Ｃに示すように、低融点ガラス層３の全面に流動
抑制層８を形成した後、図Ｄに示すように、支持基板１
の上下を反転させることである。これにより、マイクロ
レンズの自重による横方向への広がりが更に抑制され、
マイクロレンズのサイズをより高精度にコントロールす
ることができる。本実施形態によれば、低融点ガラス層
３が熱溶融したときマイクロレンズの自重と流動抑制層
８により、低融点ガラスの横方向の移動を抑制するた
め、例えば、図３においてｘ′＝１１０μｍ、ｙ＝２７
μｍ程度までサイズのコントロールを行うことができ
る。
は、図Ｃに示すように、低融点ガラス層３の全面に流動
抑制層８を形成した後、図Ｄに示すように、支持基板１
の上下を反転させることである。これにより、マイクロ
レンズの自重による横方向への広がりが更に抑制され、
マイクロレンズのサイズをより高精度にコントロールす
ることができる。本実施形態によれば、低融点ガラス層
３が熱溶融したときマイクロレンズの自重と流動抑制層
８により、低融点ガラスの横方向の移動を抑制するた
め、例えば、図３においてｘ′＝１１０μｍ、ｙ＝２７
μｍ程度までサイズのコントロールを行うことができ
る。
【００２４】
【実施例】（実施例１）支持基板として、１０ｃｍ角の
石英ガラス基板（厚み１．１ｍｍ、屈折率１．４６、軟
化点１６００℃）を準備した。この石英ガラス基板上に
スパッタリング法によりＩＴＯからなる拡散防止層（厚
み１０００オングストローム）を形成し、さらに、この
拡散防止層に下記組成の低融点ガラス（軟化点３５０
℃）用いてスクリーン印刷方法により低融点ガラス層
（厚み５μｍ）を形成した。次に、この石英ガラス基板
を電気炉により４００℃に加熱し、低融点ガラス層をあ
る程度熱溶融した後、冷却しガラス化した。
石英ガラス基板（厚み１．１ｍｍ、屈折率１．４６、軟
化点１６００℃）を準備した。この石英ガラス基板上に
スパッタリング法によりＩＴＯからなる拡散防止層（厚
み１０００オングストローム）を形成し、さらに、この
拡散防止層に下記組成の低融点ガラス（軟化点３５０
℃）用いてスクリーン印刷方法により低融点ガラス層
（厚み５μｍ）を形成した。次に、この石英ガラス基板
を電気炉により４００℃に加熱し、低融点ガラス層をあ
る程度熱溶融した後、冷却しガラス化した。
【００２５】 低融点ガラスの組成 ・ＰｂＯ（酸化鉛） …６５重量部 ・ＺｎＯ（亜鉛 ） …２０重量部 ・Ｂ2Ｏ3（硼酸） …１２重量部 ・その他（Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3）…３重量部 次に、上記のガラス化した低融点ガラス層上にスピンコ
ート法により感光性レジスト（東京応化工業（株）製Ｏ
ＦＰＲ８００）を塗布し乾燥して感光性レジスト塗膜
（厚み０．８μｍ）を形成した。次いで、所定パターン
の開口を有するマスクを介して感光性レジスト塗膜を露
光し現像してレジストパターンを形成した。このレジス
トパターンは、線幅５μｍ、形成ピッチ６０μｍの格子
形状の開口部を有し、この開口部には低融点ガラス層が
露出するものであった。次いで、石英ガラス基板の裏面
に保護フィルムを貼り、石英ガラス基板を５０％フッ化
水素酸溶液中に２分間浸漬しして、レジストパターンを
マスクとし低融点ガラス層のエッチングを行い、引き上
げ後、洗浄した。これにより、低融点ガラス層には、線
幅１５μｍの溝部（この溝部では拡散防止層が露出して
いる）が格子形状に形成されるとともに、この溝部によ
り４５μｍ×４５μｍ角の平坦部が形成された。
ート法により感光性レジスト（東京応化工業（株）製Ｏ
ＦＰＲ８００）を塗布し乾燥して感光性レジスト塗膜
（厚み０．８μｍ）を形成した。次いで、所定パターン
の開口を有するマスクを介して感光性レジスト塗膜を露
光し現像してレジストパターンを形成した。このレジス
トパターンは、線幅５μｍ、形成ピッチ６０μｍの格子
形状の開口部を有し、この開口部には低融点ガラス層が
露出するものであった。次いで、石英ガラス基板の裏面
に保護フィルムを貼り、石英ガラス基板を５０％フッ化
水素酸溶液中に２分間浸漬しして、レジストパターンを
マスクとし低融点ガラス層のエッチングを行い、引き上
げ後、洗浄した。これにより、低融点ガラス層には、線
幅１５μｍの溝部（この溝部では拡散防止層が露出して
いる）が格子形状に形成されるとともに、この溝部によ
り４５μｍ×４５μｍ角の平坦部が形成された。
【００２６】その後、レジスト剥離液（東京応化工業
（株）製 剥離液１０）によりレジストパターンを剥離
して水洗した。そして、この石英ガラス基板に流動抑制
層としてエチルセルロースを２μｍの膜厚で塗布し、石
英ガラス基板を電気炉により６００℃に加熱し、平坦部
を熱溶融によって流動させることによって、平面視直径
約５０μｍ、焦点距離６００μｍのマイクロレンズが複
数配列されたマイクロレンズアレイが得られた。
（株）製 剥離液１０）によりレジストパターンを剥離
して水洗した。そして、この石英ガラス基板に流動抑制
層としてエチルセルロースを２μｍの膜厚で塗布し、石
英ガラス基板を電気炉により６００℃に加熱し、平坦部
を熱溶融によって流動させることによって、平面視直径
約５０μｍ、焦点距離６００μｍのマイクロレンズが複
数配列されたマイクロレンズアレイが得られた。
【００２７】（実施例２）流動抑制層として、ＳｉＯ2
膜を５０００オングストロームの厚さで蒸着により形成
し、石英ガラス基板の上下を反転させて電気炉により６
００℃に加熱して、平坦部を熱溶融させた点以外は、実
施例１と同様にしてマイクロレンズアレイを形成した。
平面視直径約４７μｍ、焦点距離５２０μｍのマイクロ
レンズが複数配列されたマイクロレンズアレイが得られ
た。
膜を５０００オングストロームの厚さで蒸着により形成
し、石英ガラス基板の上下を反転させて電気炉により６
００℃に加熱して、平坦部を熱溶融させた点以外は、実
施例１と同様にしてマイクロレンズアレイを形成した。
平面視直径約４７μｍ、焦点距離５２０μｍのマイクロ
レンズが複数配列されたマイクロレンズアレイが得られ
た。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
低融点ガラス層が熱溶融したときマイクロレンズの自重
と流動抑制層により、低融点ガラスの横方向の移動を抑
制することにより、マイクロレンズのサイズのコントロ
ールを行うことができる。
低融点ガラス層が熱溶融したときマイクロレンズの自重
と流動抑制層により、低融点ガラスの横方向の移動を抑
制することにより、マイクロレンズのサイズのコントロ
ールを行うことができる。
【図１】本発明のマイクロレンズの製造方法の１実施形
態を示す模式的断面図である。
態を示す模式的断面図である。
【図２】本発明のマイクロレンズの製造方法の他の実施
形態を示す模式的断面図である。
形態を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の課題及び効果を説明するための模式図
である。
である。
１…支持基板 ２…拡散防止層 ３…低融点ガラス層 ４…感光性レジスト塗膜 ５…レジストパターン、５ａ…開口部 ６…溝部 ７…平坦部 ８…流動抑制層 ９…マイクロレンズ
Claims (4)
- 【請求項１】支持基板上に拡散防止層を形成し、該拡散
防止層上に低融点ガラス層のレンズパターンを形成した
後、前記低融点ガラス層全面に流動抑制層を形成し、前
記低融点ガラス層を熱溶融して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の製造方法。 - 【請求項２】前記流動抑制層を形成した後、支持基板の
上下を反転させて、熱溶融してマイクロレンズとするこ
とを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズの製造方
法。 - 【請求項３】前記流動抑制層が樹脂からなることを特徴
とする請求項１または２記載のマイクロレンズの製造方
法。 - 【請求項４】前記流動抑制層が蒸着膜からなることを特
徴とする請求項１または２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 |
|---|---|---|---|
| JP32788597A JP4089925B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | マイクロレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32788597A JP4089925B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | マイクロレンズの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160502A true JPH11160502A (ja) | 1999-06-18 |
| JP4089925B2 JP4089925B2 (ja) | 2008-05-28 |
Family
ID=18204076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32788597A Expired - Fee Related JP4089925B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | マイクロレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4089925B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023081063A1 (en) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 | Corning Incorporated | Patterned low melting glass (lmg) photonic film surfaces by wet-etch photolithography |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP32788597A patent/JP4089925B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023081063A1 (en) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 | Corning Incorporated | Patterned low melting glass (lmg) photonic film surfaces by wet-etch photolithography |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4089925B2 (ja) | 2008-05-28 |
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