WO2010119725A1 - ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ積層体の製造方法 - Google Patents

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明子 原
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コニカミノルタオプト株式会社
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00432—Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
    • B29D11/00442—Curing the lens material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278—Lenticular sheets
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a wafer lens and a method for manufacturing a wafer lens laminate.
  • a diaphragm made of a metal film on the surface of a glass flat plate for adjusting the amount of incident light is formed, and an optical member made of a cured resin is formed on the surface of the diaphragm.
  • a plurality of so-called “wafer lenses” are formed. After that, in a state where a plurality of lenses are integrated, the spacers are sandwiched, the protruding portions simultaneously formed with the optical surface are abutted and stacked, and bonded to form a plurality of assembled lenses.
  • a method of cutting the flat plate portion has been developed. According to this manufacturing method, the manufacturing cost of the optical lens can be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a wafer lens manufacturing method and wafer lens capable of preventing sinking and voids even in the thick portion of the lens portion and preventing rapid curing and shrinkage. It aims at providing the manufacturing method of a laminated body.
  • One of the substrate and the mold having a plurality of negative-shaped molding surfaces corresponding to the optical surface shape of the lens portion, the resin material having sensitivity and containing a second initiator that generates radicals at the second wavelength A dispensing step of dripping or coating between the surface and After the dispensing step, an imprint step of pressing the resin material against the mold or the substrate; After the imprint step, a first light irradiation step of proceeding curing of the resin material by irradiating light to the resin material through a filter that cuts light of the predetermined wavelength or less, After the first light irradiation step, a wafer lens manufacturing method comprising: a second light irradiation step of removing the filter, irradiating the resin material with light, and further curing the resin material. .
  • a molding die having a plurality of negative molding surfaces corresponding to the optical surface shape of the lens portion, the resin material having a sensitivity and containing a second initiator that generates radicals at the second wavelength; and the substrate A dispensing step of dripping or coating between one side of the After the dispensing step, an imprint step of pressing the resin material against the mold or the substrate; After the imprint step, a first light irradiation step of proceeding curing of the resin material by irradiating light to the resin material through a filter that cuts light of the predetermined wavelength or less, After the first light irradiation step, a second light irradiation step of removing the filter, irradiating the resin material with light and further curing to produce the wafer lens, There is provided a method for manufacturing a wafer lens laminate, comprising a bonding step of bonding a plurality of wafer lenses obtained after the second light irradiation step.
  • the curing speed is relatively slow. As a result, rapid curing shrinkage can be prevented.
  • FIG. 2 is a diagram for schematically explaining a method for manufacturing the wafer lens laminate of FIG. 1, and specifically for explaining the method for manufacturing the wafer lens of FIG. 2 in detail. It is drawing for demonstrating schematically the manufacturing method of the wafer lens laminated body of FIG. 1, Comprising: In detail, it is drawing for demonstrating schematically the process at the time of laminating
  • a wafer lens laminate 1 As shown in FIG. 1, a wafer lens laminate 1 according to a preferred embodiment of the present invention has two wafer lenses 10 and 30 and two spacers 20 and 40, and these are laminated together. have. A spacer 20 is disposed between the wafer lenses 10 and 30, and a spacer 40 is disposed below the wafer lens 30.
  • the wafer lens 10 has a glass substrate 12 having a disk shape.
  • a resin portion 14 is formed on the upper portion of the glass substrate 12, and a resin portion 16 is formed on the lower portion of the glass substrate 12.
  • the resin parts 14 and 16 are comprised with the resin material containing a photocurable resin and the photoinitiator which starts superposition
  • photocurable resin any known photocurable resin can be used.
  • acrylic resin, vinyl resin, divinyl resin, and the like can be used.
  • the (meth) acrylate used for the polymerization reaction is not particularly limited, and the following (meth) acrylate produced by a general production method can be used. Ester (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, ether (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate, alkylene (meth) acrylate, (meth) acrylate having an aromatic ring, alicyclic structure The (meth) acrylate which has is mentioned. One or more of these can be used.
  • (Meth) acrylate having an alicyclic structure is particularly preferable, and may be an alicyclic structure containing an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-193883
  • adamantyl di (meth) acrylate see Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-5000785
  • diallyl adamantyl dicarboxylate Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-10000537
  • perfluoroadamantyl acrylate see JP 2004-123687
  • (meth) acrylate for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl acrylate Tert-butyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, and the like.
  • polyfunctional (meth) acrylate examples include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) ) Acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, tripentaerythritol octa (meth) acrylate, tripentaerythritol septa (meth) acrylate, tripentaerythritol hexa (meth) acrylate, tripenta Erythritol penta (meth) acrylate, tripentaerythritol tetra (meth) acrylate, tripent
  • the vinyl resin used for the polymerization reaction is not particularly limited as long as it forms a transparent resin composition by being cured, and a vinyl diameter resin manufactured by a general manufacturing method can be used.
  • Any vinyl-based resin may be used as long as the vinyl group (CH 2 ⁇ CH—) contributes to the crosslinking reaction.
  • the monomer of the polyvinyl resin is represented by the general formula CH 2 ⁇ CH—R.
  • Examples include polyvinyl chloride, polystyrene and the like, and aromatic vinyl resins containing an aromatic group in R are particularly preferable.
  • One or more vinyl groups may be contained in one molecule, and a divinyl resin having two or more vinyl groups is more preferable. These vinyl resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the photopolymerization initiator has an absorption maximum on the short wavelength side of 290 nm or less, a UV initiator (first initiator) that generates radicals at the short wavelength, and a longest wavelength absorption maximum of 365 nm or more.
  • a mixture of a UV initiator that generates radicals at a wavelength (second initiator) is used.
  • the short wavelength initiator that is the first initiator for example, it has an absorption maximum on the short wavelength side of 290 nm or less, the bottom of absorption is 300 nm or less in an 0.01% by mass acetonitrile solution, and the absorption maximum is about 240 nm.
  • a certain initiator is preferable, and examples include ⁇ -hydroxyacetophenone IRGACURE 184, DAROCURE 1173 manufactured by Ciba Japan.
  • the long wavelength initiator that is the second initiator for example, it has two or more absorption maxima, an absorption maximum from the longest wavelength is a long wave of 365 nm or more, and an absorption tail is a 0.01% by mass acetonitrile solution.
  • an initiator having a wavelength of 440 nm or more is preferable, and acylphosphine oxide having an effect of photobleaching after UV irradiation is particularly desirable.
  • the absorption band of the initiator disappears (photobleaching) with the photoreaction, light can reach deeper and internal curing is promoted.
  • MARO monoacylphosphine oxide
  • DAROCUR TPO (2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide)
  • BAPO bisacylphosphine oxide
  • IRGACURE 819 bis) manufactured by Ciba Japan
  • IRGACURE784 examples: IRGACURE784 (400 to 550 nm)
  • DAROCURE TPO, IRGACURE 819 and the like are more preferable as lenses. .
  • photopolymerization initiators short wavelength initiator and long wavelength initiator
  • the addition amount of these photopolymerization initiators is 0.001 to 5% by mass, preferably 0.01 to 3% by mass, more preferably 0.8%, based on the resin. 05 to 1% by mass. It is preferable to add the short wavelength initiator and the long wavelength initiator in a ratio of 1: 1.
  • the resin part 14 is formed with a plurality of lens parts 14a.
  • the lens part 14a protrudes in a substantially hemispherical shape, and constitutes a convex optical surface.
  • the resin portion 16 is formed with a plurality of lens portions 16a.
  • the lens portion 16a is recessed in a substantially hemispherical shape, and constitutes a concave optical surface.
  • the lens portion 14a and the lens portion 16a are formed at positions facing each other, and the optical axes of the lens portion 14a and the lens portion 16a coincide with the optical surface.
  • the lens portions 14a and 16a are formed in the region A within the range of the optically effective surface.
  • a region adjacent to the region A is a region B outside the range of the optical effective surface, and the non-lens portions 14b and 16b are formed in the region B.
  • the non-lens portion 14b has a planar shape, and the non-lens portion 16b has an uneven shape.
  • the wafer lens 30 has substantially the same configuration as the wafer lens 10.
  • the maximum thickness of the lens portion 14a and the non-lens portion 16b is 400 ⁇ m or more.
  • the spacer 20 is made of a light transmissive material (glass or resin). As shown in FIG. 1B, the spacer 20 is formed with a circular transmission hole 22 at a position corresponding to the lens portion 16 a and the lens portion 34 a, and the light transmitted through the wafer lens 10 is shielded by the spacer 20. Without being incident on the wafer lens 30.
  • the spacer 40 is the same member as the spacer 20.
  • a resin 14A in a monomer state (before curing) is placed (dropping / coating etc.) on the surface of the glass substrate 12 (dispensing step).
  • a short wavelength initiator and a long wavelength initiator are added to the resin 14A in advance.
  • the mold 50 is pressed from above to fill the cavity 52 with the resin 14A (imprint process).
  • the UV cut filter 100 is arranged between the light source 110 and the mold 50, and light is irradiated from above with the resin 14A filled in the cavity 52 (first light irradiation). Process).
  • the UV cut filter 100 is removed, and light is irradiated again with the light source 110 (second light irradiation step).
  • a mold having optical transparency is used as the mold 50.
  • the light source used may be any of a high pressure mercury lamp, a G-lamp, a metal halide lamp and the like. A high-pressure mercury lamp is preferable because it is easily available and inexpensive.
  • the UV cut filter 100 uses a glass filter that cuts UV light of 340 nm or less.
  • UV light of 340 nm or less is cut and visible light having a wavelength longer than 340 nm is passed through the mold 50.
  • the light passes through and enters the resin 14A.
  • the UV cut filter 100 and irradiating with light the UV light is also irradiated and the resin 14A can be hardened as a whole quickly.
  • a resin portion 14 (particularly, a plurality of lens portions 14a) is formed on the glass substrate 12.
  • the resin portion 14 is released from the mold 50 together with the glass substrate 12 and turned over to form the resin portion 16 on the back surface of the glass substrate 12.
  • the mold 60 shown in FIG. 3C may be used instead of the mold 50 shown in FIG.
  • the UV cut filter 100 is arrange
  • the resin lens 16 is released from the mold 60 together with the glass substrate 12, whereby the wafer lens 10 can be manufactured.
  • wafer lens 30 may be manufactured in the same manner as the wafer lens 10 is manufactured.
  • an adhesive 70 is applied to the upper surface of the non-lens portion of the resin portion 36 of the wafer lens 30 or the lower surface of the spacer 40, and the spacer 40 is placed on the wafer lens 30.
  • the adhesive 70 is made of a photocurable resin and is cured by light irradiation (the same applies to the adhesives 72 and 74 described later). Thereafter, light is irradiated from above the spacer 40 to cure the adhesive 70, and the spacer 40 is fixed to the wafer lens 30.
  • the spacer 20 is fixed to the non-lens portion of the resin portion 34 of the wafer lens 30 by the adhesive 72 as shown in FIG.
  • an adhesive 74 is applied to the lower surface of the non-lens portion of the resin portion 16 of the wafer lens 10 or the upper surface of the spacer 20, and the wafer lens 10 is placed on the spacer 20. Thereafter, light is irradiated from above the wafer lens 10 to cure the adhesive 74, and the wafer lens 10 is fixed to the spacer 20.
  • the wafer lens laminate 1 can be manufactured by the above processing.
  • the wafer lens stack 1 includes an image sensor (CCD (Charge Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image sensor that receives light transmitted through the lens portions 14a, 16a, 34a, and 36a. It is suitably used as an image pickup apparatus using a solid-state image pickup device).
  • the wafer lens laminate 1 is cut for each of the lens portions 14a, 16a, 34a, and 36a, and the cut piece 80 becomes a wafer lens laminate and is imaged through the spacer 40. It is incorporated on the element and used as an imaging device.
  • the wafer lens 10 itself can also be used as an imaging lens.
  • the wafer lens 10 is cut for each of the lens portions 14a and 16a, and the cut pieces are cut. 90 becomes a wafer lens and is incorporated on the image sensor in the same manner as described above and used as an image pickup apparatus.
  • the wafer lens laminate 1 before cutting and the wafer lens laminate 1 after cutting are examples of an imaging lens unit.
  • the wafer lens 10 before cutting and the wafer lens 10 after cutting (cut piece) 90) is also an example of an imaging lens.
  • the imaging device including the cut piece 80 (or the cut piece 90) is preliminarily made of a conductive material such as solder. It is placed together with other electronic components at a predetermined mounting position on the coated (potted) circuit board. Thereafter, the circuit board on which the imaging device and other electronic components are placed is transferred to a reflow furnace (not shown) by a belt conveyor or the like, and the circuit board is heated at a temperature of about 260 ° C. for about 5 to 10 minutes ( Reflow processing).
  • the resins 14A and 16A containing the photocurable resin, the short wavelength initiator, and the long wavelength initiator are disposed between the glass substrate 12 and the molds 50 and 60. Then, the resin 14A and 16A are cured by irradiating light through a UV cut filter 100 that cuts light of 340 nm or less. At this time, since the light of 340 nm or less is blocked by the UV cut filter 100, only the light on the long wavelength side is selectively irradiated first.
  • the light on the long wavelength side is relatively easy to harden the resins 14A and 16A from the deep side after reaching the deep part in the back, and the light on the long wavelength side has a high transmittance of the cured resins 14A and 16A.
  • Light is easy to reach deep. Therefore, first, the long wavelength initiator in the deep side resins 14A and 16A is decomposed, radical generation and cross-linking reaction occur slowly, the deep part is cured to some extent, and then the UV cut filter 100 is removed to further irradiate light. By doing so, since the light of the short wavelength side of 340 nm or less is also irradiated, resin 14A, 16A can be hardened at a stretch as a whole.
  • Samples (1) to (6) were prepared using the resins and photopolymerization initiators shown in Table 1 below.
  • Table 1 DAROCURE 1173 (manufactured by Ciba Japan) was used as the short wavelength initiator, and IRGACURE 819 (manufactured by Ciba Japan) was used as the long wavelength initiator.
  • a UV cut filter a glass filter that cuts UV light of 340 nm or less
  • the light intensity was 20 mW / cm 2 ⁇ 500 sec and 10000 mJ / cm 2 .
  • those described as the short wavelength initiator contain only the short wavelength initiator
  • those described as the long wavelength initiator contain only the long wavelength initiator. What was made to use, and what is described as combined use contain both a short wavelength initiator and a long wavelength initiator.
  • those described as normal are those irradiated with light without using a UV cut filter
  • those described as normal after filter are irradiated with light using a UV cut filter The UV cut filter was removed and light irradiation was performed.
  • the surface shape was measured with an ultra-high precision three-dimensional measuring machine UA3P manufactured by Panasonic Corporation.
  • the case where the shape error from the design value of the mold was less than 1 ⁇ m was evaluated as ⁇
  • the case where PV was 3 ⁇ m or more was evaluated as ⁇ .
  • the PV value represents the difference between the largest shape error (Peak) and the smallest shape (Valley) from the design value of the mold, and is an acronym.

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Abstract

　レンズ部の肉厚部分においてもヒケやボイドが生じることなく、また、急激な硬化収縮を防止することのできるウエハレンズの製造方法として、光硬化性樹脂と、所定波長以下の第１の波長で感度を持ち、当該第１の波長でラジカル発生する第１の開始剤と、前記所定波長よりも長波長側の第２の波長で感度を持ち、当該第２の波長でラジカル発生する第２の開始剤とを含有する樹脂材料を、成形型と、基板の一方の面との間に滴下又は塗布するディスペンス工程と、樹脂材料を成形型又は基板に対して押圧するインプリント工程と、所定波長以下の光をカットするフィルタを介して光照射して樹脂材料の硬化を進める第１光照射工程と、フィルタを取り外して樹脂材料に光照射してさらに硬化を進める第２光照射工程とを備える。

Description

ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ積層体の製造方法
　本発明は、ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ積層体の製造方法に関する。
　従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス平板に熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂からなるレンズ部（光学部材）を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
　更に、この技術を適用した光学レンズの製造方法としては、ガラス平板の表面に金属膜からなり、入射する光量の調整を行う絞りを形成し、さらに、絞りの表面に硬化樹脂からなる光学部材を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ」を形成する。その後、複数のレンズを一体化された状態で、スペーサをはさんだり光学面と同時成形された突出部を突き当てたりして積み重ねて、接着し複数の組レンズを形成し、この形成後にガラス平板部をカットする方法が開発されている。この製造方法によれば、光学レンズの製造コストを低減することができる。
特許第３９２６３８０号公報
　ところで、近年、レンズ部の厚肉成形において、深い部分の硬化が困難であるという課題がある。これは、レンズ部に硬化収縮の大きい光硬化性樹脂であるアクリル系樹脂やビニル系樹脂を使用した場合、浅い部分が先に硬化し、硬化が進んだ浅い部分の収縮が、まだＵＶ光が十分に照射されずに固まっていない光学素子の内部（深部）の流動により補填される。その結果、後から硬化する部分にヒケを生じたり、場合によっては空洞が生じてしまうといった問題があり、光学特性を劣化させることが分かった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、レンズ部の肉厚部分においてもヒケやボイドが生じることなく、また、急激な硬化収縮を防止することのできるウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ積層体の製造方法を提供することを目的としている。
　本発明の一態様によれば、
　基板上に光硬化性樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを製造するためのウエハレンズの製造方法であって、
　前記光硬化性樹脂と、所定波長以下の第１の波長で感度を持ち、当該第１の波長でラジカル発生する第１の開始剤と、前記所定波長よりも長波長側の第２の波長で感度を持ち、当該第２の波長でラジカル発生する第２の開始剤とを含有する樹脂材料を前記レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と前記基板の一方の面との間に、滴下又は塗布するディスペンス工程と、
　前記ディスペンス工程後、前記樹脂材料を前記成形型又は前記基板に対して押圧するインプリント工程と、
　前記インプリント工程後、前記所定波長以下の光をカットするフィルタを介して前記樹脂材料に対して光照射して前記樹脂材料の硬化を進める第１光照射工程と、
　前記第１光照射工程後、前記フィルタを取り外して、前記樹脂材料に光照射してさらに硬化を進める第２光照射工程と、を備えることを特徴とするウエハレンズの製造方法、が提供される。
　本発明の他の態様によれば、
　基板上に光硬化性樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したウエハレンズ積層体の製造方法であって、
　前記光硬化性樹脂と、所定波長以下の第１の波長で感度を持ち、当該第１の波長でラジカル発生する第１の開始剤と、前記所定波長よりも長波長側の第２の波長で感度を持ち、当該第２の波長でラジカル発生する第２の開始剤とを含有する樹脂材料を、前記レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と、前記基板の一方の面との間に、滴下又は塗布するディスペンス工程と、
　前記ディスペンス工程後、前記樹脂材料を前記成形型又は前記基板に対して押圧するインプリント工程と、
　前記インプリント工程後、前記所定波長以下の光をカットするフィルタを介して前記樹脂材料に対して光照射して前記樹脂材料の硬化を進める第１光照射工程と、
　前記第１光照射工程後、前記フィルタを取り外して、前記樹脂材料に光照射してさらに硬化を進めて前記ウエハレンズを製造する第２光照射工程と、
　前記第２光照射工程後、得られたウエハレンズを複数枚、接合する接合工程と、を備えることを特徴とするウエハレンズ積層体の製造方法、が提供される。
　本発明によれば、レンズ部の肉厚部分において、ヒケやボイド、もしくは空隙を生じさせることがなく、また、最初に長波長側の光のみを照射するため、硬化を比較的ゆっくりとした速度でコントロールでき、結果として急激な硬化収縮を防止することができる。
本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズ積層体の概略構成を示す（ａ）斜視図であり、（ｂ）（ａ）中のＸ線に沿う断面図である。 本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズの概略構成を示す（ａ）斜視図（ｂ）（ａ）中のＹ線に沿う断面図である。 図１のウエハレンズ積層体の製造方法を概略的に説明するための図面であって、詳しくは図２のウエハレンズの製造方法を概略的に説明するための図面である。 図１のウエハレンズ積層体の製造方法を概略的に説明するための図面であって、詳しくはウエハレンズ同士を積層する際の工程を概略的に説明するための図面である。
　次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
　図１に示す通り、本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズ積層体１は２枚のウエハレンズ１０，３０と２枚のスペーサ２０，４０とを有しており、これらが互いに積層された構成を有している。ウエハレンズ１０，３０間にはスペーサ２０が配置され、ウエハレンズ３０の下部にはスペーサ４０が配置されている。
　図２に示す通り、ウエハレンズ１０は円盤状を呈するガラス基板１２を有している。ガラス基板１２の上部には樹脂部１４が形成されており、ガラス基板１２の下部には樹脂部１６が形成されている。樹脂部１４，１６は光硬化性樹脂と、光硬化性樹脂の重合を開始させる光重合開始剤とを含有する樹脂材料で構成されている。
　光硬化性樹脂としては公知の光硬化性樹脂であれば使用可能であり、例えばアクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ジビニル系樹脂などが使用可能である。
　以下、上記各樹脂について詳細を次に記す。
　（アクリル系樹脂）
　重合反応に用いられる（メタ）アクリレートは特に制限はなく、一般的な製造方法により製造された下記（メタ）アクリレートを使用することができる。エステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、エーテル（メタ）アクリレート、アルキル（メタ）アクリレート、アルキレン（メタ）アクリレート、芳香環を有する（メタ）アクリレート、脂環式構造を有する（メタ）アクリレートが挙げられる。これらを１種類又は２種類以上を用いることができる。
　特に脂環式構造を持つ（メタ）アクリレートが好ましく、酸素原子や窒素原子を含む脂環構造であってもよい。例えば、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、シクロヘプチル（メタ）アクリレート、ビシクロヘプチル（メタ）アクリレート、トリシクロデシル（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレートや、イソボロニル（メタ）アクリレート、水添ビスフェノール類のジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。また特にアダマンタン骨格を持つと好ましい。例えば、２－アルキル－２－アダマンチル（メタ）アクリレート（特開２００２－１９３８８３号公報参照）、アダマンチルジ（メタ）アクリレート（特開昭５７－５００７８５号公報参照）、アダマンチルジカルボン酸ジアリル（特開昭６０－１００５３７号公報参照）、パーフルオロアダマンチルアクリル酸エステル（特開２００４－１２３６８７号公報参照）、新中村化学製　２－メチル－２－アダマンチルメタクリレート、１，３－アダマンタンジオールジアクリレート、１，３，５－アダマンタントリオールトリアクリレート、不飽和カルボン酸アダマンチルエステル（特開２０００－１１９２２０号公報参照）、３，３′－ジアルコキシカルボニル－１，１′ビアダマンタン（特開２００１－２５３８３５号公報参照）、１，１′－ビアダマンタン化合物（米国特許第３３４２８８０号明細書参照）、テトラアダマンタン（特開２００６－１６９１７７号公報参照）、２－アルキル－２－ヒドロキシアダマンタン、２－アルキレンアダマンタン、１，３－アダマンタンジカルボン酸ジ－ｔｅｒｔ－ブチル等の芳香環を有しないアダマンタン骨格を有する硬化性樹脂（特開２００１－３２２９５０号公報参照）、ビス（ヒドロキシフェニル）アダマンタン類やビス（グリシジルオキシフェニル）アダマンタン（特開平１１－３５５２２号公報、特開平１０－１３０３７１号公報参照）等が挙げられる。
　また、その他反応性単量体を含有することも可能である。（メタ）アクリレートであれば、例えば、メチルアクリレート、メチルメタアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、ｎ－ブチルメタアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、２－エチルヘキシルメタアクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルメタアクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタアクリレート、などが挙げられる。
　多官能（メタ）アクリレートとして、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テトラ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（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テトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールセプタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
　（ビニル系樹脂）
　重合反応に用いられるビニル系樹脂は硬化させることによって透明な樹脂組成物を形成する物であれば特に制限はなく、一般的な製造方法により製造されたビニル径樹脂を使用することができる。
　ビニル系樹脂は、ビニル基（ＣＨ２＝ＣＨ－）が架橋反応に寄与するものであればいずれでも良い。
　ポリビニル系樹脂のモノマーは、一般式ＣＨ２＝ＣＨ－Ｒで表される。例として、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が挙げられ、特にＲに芳香族を含む芳香族系ビニル樹脂が好ましい。１分子中にビニル基は１つでも複数でも良く、特に２つ以上ビニル基をもつ、ジビニル系樹脂がより好ましい。これらビニル樹脂は、１種を単独で用いたり、あるいは２種以上を併用することもできる。
　（光重合開始剤）
　光重合開始剤としては、２９０ｎｍ以下の短波長側に吸収極大を持ち、当該短波長でラジカル発生するＵＶ開始剤（第１の開始剤）と、最も長波長側の吸収極大が３６５ｎｍ以上の長波長でラジカル発生するＵＶ開始剤（第２の開始剤）と、を混合したものを使用する。
　第１の開始剤である短波長開始剤としては、例えば、２９０ｎｍ以下の短波長側に吸収極大を持ち、吸収の裾が０．０１質量％アセトニトリル溶液中で３００ｎｍ以下、吸収極大が２４０ｎｍ程度である開始剤が好ましく、チバ・ジャパン社製　α－ヒドロキシアセトフェノン　ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、ＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３等が挙げられる。
　第２の開始剤である長波長開始剤としては、例えば、吸収極大を２つ以上持ち、最も長波長よりの吸収極大が３６５ｎｍ以上の長波であり、吸収の裾が０．０１質量％アセトニトリル溶液中で４４０ｎｍ以上である開始剤が好ましく、特にＵＶ照射後に光退色（フォトブリーチング）する効果のある、アシルフォスフィンオキサイドが望ましい。光反応に伴い開始剤の吸収帯が消失（光退色）することによって、光はより深部まで到達できるようになり、内部硬化が促進される。具体的には、チバ・ジャパン社製　ＭＡＰＯ（モノアシルフォスフィンオキサイド）のＤＡＲＯＣＵＲ　ＴＰＯ（２，４，６－トリメチルベンゾイル－ジフェニル－フォスフィンオキサイド）、ＢＡＰＯ（ビスアシルフォスフィンオキサイド）のＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルフォスフィンオキサイド）チタノセン化合物（例：ＩＲＧＡＣＵＲＥ７８４（４００～５５０ｎｍ））などもあるが、レンズとしてはＤＡＲＯＣＵＲＥ　ＴＰＯ、ＩＲＧＡＣＵＲＥ　８１９等が無色となるため、より好ましい。
　これら光重合開始剤（短波長開始剤及び長波長開始剤）の添加量としては、樹脂に対して、０．００１～５質量％、好ましくは０．０１～３質量％、さらに好ましくは０．０５～１質量％である。短波長開始剤と長波長開始剤とは１：１の割合で添加することが好ましい。
　樹脂部１４には複数のレンズ部１４ａが形成されている。レンズ部１４ａは略半球形状に突出しており、凸状の光学面を構成している。樹脂部１６には複数のレンズ部１６ａが形成されている。レンズ部１６ａは略半球形状に凹んでおり、凹状の光学面を構成している。レンズ部１４ａとレンズ部１６ａとは互いに相対する位置に形成されており、レンズ部１４ａとレンズ部１６ａとで光学面に対する光軸が一致するようになっている。
　特に樹脂部１４，１６では、図２（ｂ）に示す通り、光学有効面の範囲内の領域Ａにレンズ部１４ａ，１６ａが形成されている。領域Ａに隣り合う領域は光学有効面の範囲外の領域Ｂであり、領域Ｂには非レンズ部１４ｂ，１６ｂが形成されている。非レンズ部１４ｂは平面状を呈しており、非レンズ部１６ｂは凹凸形状を呈している。なお、ウエハレンズ３０もウエハレンズ１０とほぼ同様の構成を有している。
　また、レンズ部１４ａや非レンズ部１６ｂの最大厚さは４００μｍ以上の厚肉であることが好ましい。
　スペーサ２０は光透過性の材料（ガラス又は樹脂）で構成されている。図１（ｂ）に示す通り、スペーサ２０にはレンズ部１６ａ，レンズ部３４ａに対応する位置に円形状の透過孔２２が形成されており、ウエハレンズ１０を透過した光はスペーサ２０に遮光されずにウエハレンズ３０に入射するようになっている。スペーサ４０はスペーサ２０と同様の部材である。
　続いて、図３，図４を参照しながら、ウエハレンズ積層体１の製造方法（ウエハレンズ１０，３０の製造方法を含む。）について説明する。
　図３（ａ）に示す通り、ガラス基板１２の表面にモノマー状態（硬化前）の樹脂１４Ａを載置（滴下・塗布など）する（ディスペンス工程）。なお、樹脂１４Ａには予め短波長開始剤及び長波長開始剤を添加しておく。
　次いで、上方から成形型５０を押圧し、キャビティ５２に樹脂１４Ａを充填する（インプリント工程）。
　次いで、図３（ｂ）に示す通り、光源１１０と成形型５０との間にＵＶカットフィルタ１００を配置して、樹脂１４Ａをキャビティ５２に充填した状態で上方から光照射する（第１光照射工程）。
　その後、ＵＶカットフィルタ１００を取り外して、再び光源１１０で光照射する（第２光照射工程）。この場合、成形型５０として光透過性を有する型を用いる。また、使用する光源としては、高圧水銀ランプ、Ｇ－ランプ、メタルハライドランプ等いずれでも良い。入手し易く安価な点で高圧水銀ランプが好ましい。ＵＶカットフィルタ１００は、３４０ｎｍ以下のＵＶ光をカットするガラス製のフィルタを使用する。
　このように最初、光源１１０と成形型５０との間にＵＶカットフィルタ１００を配置して光照射することによって、３４０ｎｍ以下のＵＶ光がカットされて３４０ｎｍより長波長の可視光が成形型５０を透過して樹脂１４Ａに入射する。そのため、樹脂１４Ａの比較的奥の方まで光が届き、深部側から樹脂１４Ａがゆっくりと硬化する。そして、ＵＶカットフィルタ１００を取り外して再び光照射することで、ＵＶ光も照射されて樹脂１４Ａを全体的に速く硬化させることができる。
　その結果、ガラス基板１２上に樹脂部１４（特に複数のレンズ部１４ａ）が形成される。
　その後、図３（ｃ）に示す通り、樹脂部１４をガラス基板１２とともに成形型５０から離型して裏返し、ガラス基板１２の裏面に樹脂部１６を形成する。この場合は図３（ａ）の成形型５０に代えて図３（ｃ）の成形型６０を使用すればよい。
　そして、成形型６０のキャビティ６２に対し樹脂１６Ａを充填した状態で、図３（ｄ）に示す通り、光源１１０と成形型６０との間にＵＶカットフィルタ１００を配置して光照射し、その後、ＵＶカットフィルタ１００を取り外して再び光照射する。これによって、樹脂１６Ａを硬化させ、樹脂部１６（特に複数のレンズ部１６ａ）を形成する。この場合においても、樹脂１６Ａには予め充填前に短波長開始剤及び長波長開始剤を添加しておく。
　その後、樹脂部１６をガラス基板１２とともに成形型６０から離型することでウエハレンズ１０を製造することができる。
　なお、ウエハレンズ３０を製造する場合にも、ウエハレンズ１０を製造するのと同様にすればよい。
　その後、図４（ａ）に示す通り、ウエハレンズ３０の樹脂部３６の非レンズ部の上面又はスペーサ４０の下面に接着剤７０を塗布し、ウエハレンズ３０に対しスペーサ４０を載置する。接着剤７０は光硬化性樹脂で構成されており、光照射により硬化するものである（後述の接着剤７２，７４も同様である。）。その後、スペーサ４０の上方から光を照射して接着剤７０を硬化させ、スペーサ４０をウエハレンズ３０に固定する。
　その後、スペーサ４０を固定したのと同様にして、図４（ｂ）に示す通りにウエハレンズ３０の樹脂部３４の非レンズ部に対しスペーサ２０を接着剤７２により固定する。
　その後、図４（ｃ）に示す通り、ウエハレンズ１０の樹脂部１６の非レンズ部の下面又はスペーサ２０の上面に接着剤７４を塗布し、スペーサ２０に対しウエハレンズ１０を載置する。その後、ウエハレンズ１０の上方から光を照射して接着剤７４を硬化させ、ウエハレンズ１０をスペーサ２０に固定する。以上の処理によりウエハレンズ積層体１を製造することができる。
　なお、ウエハレンズ積層体１は、各レンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａを透過する光を受光する撮像素子（ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子）を用いた撮像装置として好適に使用される。この場合、図１（ｂ）に示す通り、ウエハレンズ積層体１はレンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａごとに切断され、その切断片８０がウエハレンズ積層体となってスペーサ４０を介して撮像素子上に組み込まれ撮像装置として使用される。
　これと同様に、ウエハレンズ１０そのものも撮像用レンズとして使用可能であり、この場合には、図２（ｂ）に示す通り、ウエハレンズ１０はレンズ部１４ａ，１６ａごとに切断され、その切断片９０がウエハレンズとなって上記と同様にして撮像素子上に組み込まれ撮像装置として使用される。
　なお、切断前のウエハレンズ積層体１，切断後のウエハレンズ積層体１（切断片８０）は撮像用レンズユニットの一例であり、切断前のウエハレンズ１０，切断後のウエハレンズ１０（切断片９０）も撮像用レンズの一例である。
　その後、切断片８０（又は切断片９０）を組み込んだ撮像装置を回路基板に実装する場合には、切断片８０（又は切断片９０）を含む当該撮像装置を、予め半田等の導電性材料が塗布（ポッティング）された回路基板の所定の実装位置に、その他の電子部品とともに載置する。その後、当該撮像装置とその他の電子部品とを載置した回路基板を、ベルトコンベア等でリフロー炉（図示略）に移送し、当該回路基板を２６０℃程度の温度で５～１０分程度加熱（リフロー処理）する。
　以上のように、本実施形態によれば、光硬化性樹脂と、短波長開始剤と、長波長開始剤とを含有する樹脂１４Ａ，１６Ａを、ガラス基板１２と成形型５０，６０との間に滴下又は塗布して押圧した後、３４０ｎｍ以下の光をカットするＵＶカットフィルタ１００を介して光照射して樹脂１４Ａ，１６Ａの硬化を進める。このとき、ＵＶカットフィルタ１００によって３４０ｎｍ以下の光が遮断されることから、最初は長波長側の光のみが選択的に照射される。長波長側の光は比較的、奥の深部まで到達してから、深部側から樹脂１４Ａ，１６Ａを硬化させ易く、また、長波長側の光は、硬化した樹脂１４Ａ，１６Ａの透過率も高く、深部に光が届き易い。そのため、最初、深部側の樹脂１４Ａ，１６Ａ中の長波長開始剤が分解されて、ラジカル発生、架橋反応がゆっくりと起こり、深部をある程度硬化させた後、ＵＶカットフィルタ１００を取り外してさらに光照射することで、３４０ｎｍ以下の短波長側の光も照射されるので、樹脂１４Ａ，１６Ａを全体的に一気に硬化させることができる。
　このような方法で樹脂１４Ａ，１６Ａを硬化させることで、レンズ部１４ａ，１６ａの肉厚部分において、ヒケやボイドの発生を防ぐことができる。また、最初に長波長側の光のみを照射するので、硬化の進行を比較的ゆっくりにコントロールでき、結果として急激な硬化収縮を防止することができる。
　［試料の作製］
　以下の表１に示す樹脂及び光重合開始剤を使用して試料（１）～試料（６）を作製した。なお、表１中、短波長開始剤はＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３（チバ・ジャパン製）、長波長開始剤はＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（チバ・ジャパン製）を使用した。また、光の当て方として、ＵＶカットフィルタ（３４０ｎｍ以下のＵＶ光をカットするガラス製フィルタ）を使用せずに通常通り光照射した場合と、ＵＶカットフィルタを使用して２５０ｓｅｃ光照射した後、ＵＶカットフィルタを取り外して２５０ｓｅｃ光照射した場合を行った。また、光の強度としては、２０ｍＷ／ｃｍ２×５００ｓｅｃ、１００００ｍＪ／ｃｍ２とした。
　なお、表１内の光重合開始剤の欄において、短波長開始剤と記載のものは短波長開始剤のみを含有させたもの、長波長開始剤と記載のものは長波長開始剤のみを含有させたもの、併用と記載のものは短波長開始剤と長波長開始剤の双方を含有させたものである。また、光の当て方の欄において、通常と記載のものはＵＶカットフィルタを使用せずに光照射したものであり、フィルタ後通常と記載のものはＵＶカットフィルタを使用して光照射した後、ＵＶカットフィルタを取り外して光照射を行ったものである。
　［評価］
　（１）硬化具合
　光照射した後、アセトンに全体を浸して樹脂の硬化具合を目視評価した。樹脂が溶解した場合は未硬化と判断した。
　（２）面転写精度
　パナソニック社製　超高精度３次元測定機　ＵＡ３Ｐにて、表面形状を測定した。型の設計値との形状誤差が、ＰＶ＝１μｍ未満の場合を○、ＰＶ＝１～３μｍの場合を△、ＰＶ＝３μｍ以上の場合を×と評価した。なお、ＰＶの値は、型の設計値との形状誤差の最も大きいところ（Ｐｅａｋ）と最も小さいところ（Ｖａｌｌｅｙ）の差を表し、頭文字をとったものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示す結果から、光重合開始剤として短波長開始剤及び長波長開始剤を併用し、かつ、ＵＶカットフィルタを使用してＵＶ光をカットした後、ＵＶカットフィルタを取り外して光照射した本発明では、樹脂の硬化具合及び面転写精度に非常に優れることが認められた。
　１　ウエハレンズ積層体
　１０　ウエハレンズ
　１２　ガラス基板
　１４　樹脂部（成形部）
　１４ａ　レンズ部
　１４Ａ　樹脂
　１６　樹脂部（成形部）
　１６ａ　レンズ部
　１６Ａ　樹脂
　２０　スペーサ
　３０　ウエハレンズ
　３２　ガラス基板
　３４　樹脂部（成形部）
　３４ａ　レンズ部
　３４Ａ　樹脂
　３６　樹脂部（成形部）
　３６ａ　レンズ部
　３６Ａ　樹脂
　４０　スペーサ
　５０　成形型
　６２　キャビティ
　１００　ＵＶカットフィルタ
　１１０　光源

Claims (6)

  1. 　基板上に光硬化性樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを製造するためのウエハレンズの製造方法であって、
    　前記光硬化性樹脂と、所定波長以下の第１の波長で感度を持ち、当該第１の波長でラジカル発生する第１の開始剤と、前記所定波長よりも長波長側の第２の波長で感度を持ち、当該第２の波長でラジカル発生する第２の開始剤とを含有する樹脂材料を前記レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と前記基板の一方の面との間に、滴下又は塗布するディスペンス工程と、
    　前記ディスペンス工程後、前記樹脂材料を前記成形型又は前記基板に対して押圧するインプリント工程と、
    　前記インプリント工程後、前記所定波長以下の光をカットするフィルタを介して前記樹脂材料に対して光照射して前記樹脂材料の硬化を進める第１光照射工程と、
    　前記第１光照射工程後、前記フィルタを取り外して、前記樹脂材料に光照射してさらに硬化を進める第２光照射工程と、を備えることを特徴とするウエハレンズの製造方法。
  2. 　前記所定波長は３４０ｎｍであり、前記第１の波長は２９０ｎｍ以下の波長であり、前記第２の波長は３６５ｎｍ以上の波長であることを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造方法。
  3. 　前記レンズ部の最大厚さが４００μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウエハレンズの製造方法。
  4. 　基板上に光硬化性樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したウエハレンズ積層体の製造方法であって、
    　前記光硬化性樹脂と、所定波長以下の第１の波長で感度を持ち、当該第１の波長でラジカル発生する第１の開始剤と、前記所定波長よりも長波長側の第２の波長で感度を持ち、当該第２の波長でラジカル発生する第２の開始剤とを含有する樹脂材料を、前記レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と、前記基板の一方の面との間に、滴下又は塗布するディスペンス工程と、
    　前記ディスペンス工程後、前記樹脂材料を前記成形型又は前記基板に対して押圧するインプリント工程と、
    　前記インプリント工程後、前記所定波長以下の光をカットするフィルタを介して前記樹脂材料に対して光照射して前記樹脂材料の硬化を進める第１光照射工程と、
    　前記第１光照射工程後、前記フィルタを取り外して、前記樹脂材料に光照射してさらに硬化を進めて前記ウエハレンズを製造する第２光照射工程と、
    　前記第２光照射工程後、得られたウエハレンズを複数枚、接合する接合工程と、を備えることを特徴とするウエハレンズ積層体の製造方法。
  5. 　前記所定波長は３４０ｎｍであり、前記第１の波長は２９０ｎｍ以下の波長であり、前記第２の波長は３６５ｎｍ以上の波長であることを特徴とする請求項４に記載のウエハレンズ積層体の製造方法。
  6. 　前記ウエハレンズを複数枚接合する際、少なくとも２枚のウエハレンズの互いに対向する面にスペーサを介在させて接合する接合工程であることを特徴とする請求項５に記載のウエハレンズ積層体の製造方法。
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