JPH0450803A - マイクロレンズアレイの作製方法 - Google Patents

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、マイクロレンズアレイの作製方法に関する。

従来の技術 従来におけるマイクロレンズアレイの作製方法としては
、例えば、第３図に示すような方法がある。この場合、
まず、基板１上に光重合性物質を含む高分子膜２をスピ
ンコードする（ａ）。次に、１００μｍ径、１２５μｍ
ピッチのレンズパターンのマスク３を介して、紫外線（
ＵＶ）を照射する。これにより、その露光された高分子
膜２の光重合性物質の多量化が起こり、未露光部から露
光部へのモノマーの流入が生じるため、その露光部が膨
張、球面化してレンズが形成される（ｂ）。

次に、その変化していく高分子膜２の形状変化を止めて
レンズ形状を固定するために、その高分子膜２の全体を
露光し、未反応成分をすべて反応させその膜の安定化を
図る二とにより、合成樹脂のマイクロレンズ４を作製す
ることができる（Ｃ）。

発明が解決しようとする課題 一般に、作製されるマイクロレンズの焦点距離は、モノ
マー量、露光条件、膜厚、モノマー濃度等により変化す
るためその設定条件の制御が非常に難しい。プラスチッ
ク類のマイクロレンズの場合、−船釣に金型を使用する
ことにより同一形状のマイクロレンズを多数作製するこ
とは可能であるが、前述したような方法（第３図参照）
によりマイクロレンズを作製する場合、同一スペックの
レンズを作製するための作製条件コントロールが非常に
厳しいものとなる。従って、これによりプラスチック製
レンズの最大のメリットである低コスト化を図ることが
できないという問題がある。

また、１ｂｉｔ１マイクロレンズ型のイメージスキャナ
等に用いられるマイクロレンズを作製するには、各レン
ズの凸部の直径が０．１ｍｍ程度であり、このスケール
での微細形状の金型を作製することは困難である。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、本発明は
、アレイ状に配列された円柱状の穴を有する合成樹脂よ
りなる直方体ブロックを設け、この直方体ブロックのア
レイ状に形成された円柱状の前記各式にモノマーを流し
込み重合させ、この重合によりレンズ形状とされた前記
モノマー０表面にニッケルスパッタを行い金型を作製し
、この金型の前記モノマーの表面に蒸着されたニッケル
面に光硬化性樹脂のモノマーを滴下し、この滴下された
前記光硬化性樹脂のモノマーの上部から基板を密着させ
光重合を行い、この光重合後に前記基板を剥離すること
によりアレイ状に配列されたマイクロレンズを作製する
ようにした。

作用 このように合成樹脂製の直方体ブロックの円柱状の穴に
モノマーを流し込み重合させることによりその円柱状の
穴の壁面付近を中央部よりも少し盛上がった凹状の液面
に形成することができるため、これによりレンズ形状の
原形を作製することができ、また、ニッケルスパッタし
た直方体ブロックをそのままスタンパとして利用するこ
とができるため、従来の電鋳工程を省略することが可能
となり、さらに、アレイ状の穴を有する直方体ブロック
を用いて複製することにより、同一形状のレンズを一度
に大量生産することが可能となる。

実施例 本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。第１図は本実施例のマイクロレンズアレイの作製工
程を示すものである。以下、０．１ｍｍ程度のピッチ、
レンズ径を有するマイクロレンズを作製する場合につい
て述べる。

まず、アレイ状に配列された円柱状の穴５を有する合成
樹脂よりなる直方体ブロック６を設ける（ａ）。この場
合、直方体ブロック６は透明度の低いものが好ましく、
ここではプラスチックで作製する。また、円柱状の穴５
の直径、ピッチは作製しようとするマイクロレンズアレ
イの設計値に合わせて、例えば、１００μｍ程度とする
。

次に、円柱状をした穴５にモノマー７を注入する（ｂ）
。この場合、その穴Ｓの直径が小さく単なる注入では流
入しないような場合は、ポンプ等を用いて一方を吸引し
ながら千ツマ−７を充填するようにする。このモノマー
７の注入により、液体の特性で直方体ブロック６の内壁
面付近が少し盛り上がり中央付近が低くなったいわゆる
凹状をした液面を得ることができる（第２図参照）。

次に、その凹状となった液面を有する千ツマ−７の熱重
合を行い、その後、その液面の表面におけるニッケル（
Ｎｉ）のスパッタを、行う（Ｃ）。

この場合、その熱重合により、液体から固体に変化する
時点で数％の体積収縮が生じ、また、その注入したモノ
マー７と直方体ブロック６を構成するプラスチックの重
合体とが一部反応するため、（ｂ）と比較してここでの
モノマー７の液面はより一層凹んだ形状となる。また、
ここで、ニッケルスパッタを行うことにより、そのニッ
ケルの蒸着された千ツマ−７を金型（スタンパ）として
利用することができる。なお、スパッタの厚さは、液面
の凹み形状がほとんど変化しない程度の厚さで蒸着する
ようにすればよい。

次に、そのニッケルの蒸着された凹状をしたニッケル面
に光硬化性樹脂のモノマー８を滴下し、その滴下後に基
板９を密着させた状態で上方から紫外線（ＵＶ）！ｉ光
を行う（ｄ）。

最後に、そのＵＶ露光により光硬化性樹脂のモノマー８
を硬化させた後、基板９の剥離を行うことによって所望
のマイクロレンズ１０を作製することが可能となる（ｅ
）。

上述したように、プラスチックからなる直方体ブロック
６の各式５にモノマー７を流し込み重合させることによ
り、その重合の途中において直方体ブロック６の重合体
によるモノマー７側への少量のはみ出しが発生し、円柱
内壁面で優先的に固化重合すると共に液体から固体にな
る際に体積収縮が起きる。従って、これにより、凹みの
深いレンズ形状の原形を作製することができるため、焦
点距離の短いレンズを得ることが可能となる。

また、本実施例のように、ニッケルスパッタを施した直
方体ブロック６をそのままスタンパとして利用すること
により、従来のようなニッケルスパッタを行った後にニ
ッケル電鋳を行う工程いわゆる電鋳工程をなくすことが
でき、作業工程を簡素化することが可能となる。

さらに、アレイ状に配列された円柱状の穴Ｓを備えた直
方体ブロック６を用いて複製を行うことにより、同一形
状をしたレンズを低コストで大量生産することが可能と
なる。

発明の効果 本発明は、アレイ状に配列された円柱状の穴を有する合
成樹脂よりなる直方体ブロックを設け、この直方体ブロ
ックのアレイ状に形成された円柱状の前記各式にモノマ
ーを流し込み重合させ、この重合によりレンズ形状とさ
れた前記モノマーの表面にニッケルスパッタを行い金型
を作製し、この金型の前記モノマーの表面に蒸着された
ニッケル面に光硬化性樹脂のモノマーを滴下し、この滴
下された前記光硬化性樹脂のモノマーの上部から基板を
密着させ光重合を行い、この光重合後に前記基板を剥離
することによりアレイ状に配列されたマイクロレンズを
作製するようにしたので、合成樹脂製の直方体ブロック
の円柱状の穴にモノマーを流し込み重合させることによ
ってその円柱状の穴の壁面付近を中央部分よりも少し盛
上がった凹状の液面に形成することができるため、これ
により焦点距離の短いレンズ形状の原形を作製する二と
が可能となり、また、ニッケルスパッタした直方体ブロ
ックをそのままスタンパとして利用することによって従
来のような電鋳工程を省略することが可能となり、さら
に、アレイ状の穴を有する直方体ブロックを用いて複製
することによって同一形状のレンズを一度に大量生産す
ることが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す工程図、第２図はその
工程中におけるモノマーの液面の形状を示す説明図、第
３図は従来における作製工程例を示す工程図である。 ５・・・穴、６・・・直方体ブロック、７・・・モノマ
ー８・・・光硬化性樹脂のモノマー９・・・基板、１０
・・・マイクロレンズ 二芒ン」 Ｚ 図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アレイ状に配列された円柱状の穴を有する合成樹脂より
   なる直方体ブロックを設け、この直方体ブロックのアレ
   イ状に形成された円柱状の前記各穴にモノマーを流し込
   み重合させ、この重合によりレンズ形状とされた前記モ
   ノマーの表面にニッケルスパッタを行い金型を作成し、
   この金型の前記モノマーの表面に蒸着されたニッケル面
   に光硬化性樹脂のモノマーを滴下し、この滴下された前
   記光硬化性樹脂のモノマーの上部から基板を密着させ光
   重合を行い、この光重合後に前記基板を剥離することに
   よりアレイ状に配列されたマイクロレンズを作成するよ
   うにしたことを特徴とするマイクロレンズアレイの作製
   方法。