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JPH10177103A - Microlens structure - Google Patents

Microlens structure

Info

Publication number
JPH10177103A
JPH10177103A JP8338146A JP33814696A JPH10177103A JP H10177103 A JPH10177103 A JP H10177103A JP 8338146 A JP8338146 A JP 8338146A JP 33814696 A JP33814696 A JP 33814696A JP H10177103 A JPH10177103 A JP H10177103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microlens
layer
low
substrate
glass layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8338146A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneichi Yoshino
常一 吉野
Takehide Kishimoto
健秀 岸本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP8338146A priority Critical patent/JPH10177103A/en
Publication of JPH10177103A publication Critical patent/JPH10177103A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent scratches on a microlens face by forming a diffusion preventing layer on a support substrate, forming a low melting point glass layer of a specified pattern by hot-melt method thereon to constitute a microlens, and laminating a protective substrate of the same material as the supporting substrate, with a transparent heat-resistant resin inserted thereon. SOLUTION: This microlens structure 10 consists of a supporting substrate 1, a diffusion preventing layer 2 on the supporting substrate 1, and a microlens 9 formed by thermally melting a low melting point glass layer into a specified pattern. A protective substrate 11 of the same material as the supporting substrate 1 is laminated, with a transparent heat-resistance resin 12 inserted, on the microlens 9. In the obtd. microlens 9, diffusion the component of the low melting point glass layer into the supporting substrate 1 is prevented by the diffusion preventing layer 2. Therefore, the surface of the lens has a good projected shape and light can be condensed with high efficiency. Moreover, scratches on the microlens surface can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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構体の技術分野に属
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of a myoclens structure capable of condensing light with high efficiency.

【0002】[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
イクロレンズ構体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)。
2. Description of the Related Art For example, a color liquid crystal display (L)
CD) uses a color filter to form a pixel portion into three primary colors (R, G, B) and controls the transmission of each of the three primary colors by electrical switching of liquid crystal to perform color display. There is an advantage that power consumption is smaller than that of a plasma display or the like. In such a liquid crystal display, in order to make the display bright and clear, a so-called backlight system having a light source for illumination behind has been widely used in recent years. However, when an illumination light source is used, power consumption increases, and the advantage of a liquid crystal display that the above-mentioned power consumption is small is impaired. For this reason, it is required to reduce the electric power required for the illumination light source by efficiently condensing the light from the illumination light source to the pixel portion. As a means, a microlens structure in which microlenses are arranged is used. A liquid crystal display used has been proposed (JP-A-60-165623 and the like).

【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構体を
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)。
A color image sensor using a CCD or the like has been developed in which a microlens structure having a microlens corresponding to each light receiving cell is disposed on a light receiving surface in order to increase an effective aperture ratio (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157556). Kaisho 61-
67003). Furthermore, in optical fibers, which have been increasingly used in optical communication and the like in recent years, microlenses are used in combination for coupling light (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-153602).

【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。
As described above, the microlens formed on one surface of the substrate is used for various purposes, and its manufacturing method includes a refractive index utilizing the distribution of ion concentration diffused in glass. How to make a gradient lens (Electron
ics Letters Vol.17, No.13.PP452 (1981)), a method in which the surface of plastic or glass is molded into lens-like irregularities using a mold, and patterned into a planar shape of the lens using a thermoplastic resin. A method of forming a convex lens by causing sagging at the pattern edge by heating and flowing the resin to a temperature higher than the softening point of the thermoplastic resin
No. 38989), a method of subjecting a photosensitive resin to proximity exposure to cause blur at a pattern edge, and giving a distribution to the amount of a photoreaction product in accordance with the blur to obtain a convex lens shape (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1986). 153602), a method of irradiating a photosensitive resin with light having an intensity distribution and exposing to form a refractive index distribution pattern corresponding to the light intensity to form a microlens (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-72927). Of forming a convex lens using shrinkage accompanying crystallization caused by light irradiation on photosensitive glass (Applied Optics V
ol. 24, No. 16, P2520 (1985)), when the photosensitive resin is exposed to a desired pattern using an aligner, unreacted monomers move from the non-exposed part to the exposed part, and the exposed part rises. Method of forming a convex lens using the phenomenon
2, P118 (1987), Vol. 6, No. 2, P87 (1988)).

【0005】[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。
In any of the above-described microlens manufacturing methods, it is required that a microlens having desired characteristics can be manufactured more easily and with high pattern accuracy. A manufacturing method of a microlens that can sufficiently respond has not yet been developed.

【0006】そのために、本出願人は、支持基板上に形
成された拡散防止層と、該拡散防止層上に所定のパター
ンで低融点ガラス層を熱溶融により形成されたマイクロ
レンズとを備えたマイクロレンズ構体を提案し、これに
より高い効率で光を集光することができるマイクロレン
ズを簡単に且つ高いパターン精度で製造可能にしてい
る。
For this purpose, the applicant has provided a diffusion preventing layer formed on a supporting substrate and a microlens formed on the diffusion preventing layer by heat melting a low-melting glass layer in a predetermined pattern. The present invention proposes a microlens structure, which enables a microlens capable of condensing light with high efficiency to be manufactured easily and with high pattern accuracy.

【0007】しかしながら、このようにして高いパター
ン精度で製造されたマイクロレンズ構体は、表面が露出
しているために、その後の液晶ディスプレイや、カラー
イメージセンサー、光ファイバへの組付工程において、
マイクロレンズの表面が傷つき易いという問題を有して
いる。
However, since the surface of the microlens structure manufactured with high pattern accuracy in this manner is exposed, it is difficult to assemble the microlens structure with a liquid crystal display, a color image sensor, and an optical fiber.
There is a problem that the surface of the microlens is easily damaged.

【0008】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、支持基板上に形成された拡散防止層と、該拡散防止
層上に所定のパターンで低融点ガラス層を熱溶融により
形成されたマイクロレンズとを備えたマイクロレンズ構
体において、マイクロレンズ面の傷つきを防止すること
ができるマイクロレンズ構体を提供することを目的とす
る。
The present invention solves the above-mentioned problems, and comprises a diffusion preventing layer formed on a supporting substrate, and a low-melting glass layer formed on the diffusion preventing layer by thermal melting in a predetermined pattern. An object of the present invention is to provide a microlens structure including a microlens and capable of preventing the microlens surface from being damaged.

【0009】[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、本発明のマイクロレンズ構体は、支持基板上に形成
された拡散防止層と、該拡散防止層上に所定のパターン
で低融点ガラス層を熱溶融して形成されたマイクロレン
ズとを備えたマイクロレンズ構体において、請求項1記
載の発明は、前記支持基板と同一材料からなる保護基板
を透明耐熱性樹脂によりマイクロレンズ上に貼り合わせ
たことを特徴とし、請求項2記載の発明は、透明耐熱性
フィルムからなる保護基板を透明耐熱性樹脂によりマイ
クロレンズ上に貼り合わせたことを特徴とし、請求項3
記載の発明は、前記マイクロレンズ上にUV硬化樹脂か
らなる保護層を形成したことを特徴とし、請求項4記載
の発明は、前記拡散防止層の周囲に低融点ガラスからな
るスペーサ部を形成し、支持基板と同一材料からなる保
護基板を耐熱性樹脂により前記スペーサ部上に貼り合わ
せたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a microlens structure according to the present invention comprises a diffusion preventing layer formed on a support substrate and a low melting glass having a predetermined pattern on the diffusion preventing layer. In a microlens structure comprising a microlens formed by heat-melting a layer, the invention according to claim 1, wherein a protective substrate made of the same material as the supporting substrate is bonded on the microlens with a transparent heat-resistant resin. The invention according to claim 2 is characterized in that a protective substrate made of a transparent heat-resistant film is bonded on a microlens with a transparent heat-resistant resin.
The invention according to the invention is characterized in that a protective layer made of a UV-curable resin is formed on the microlens, and the invention according to the invention according to claim 4, wherein a spacer portion made of a low-melting glass is formed around the diffusion prevention layer. A protective substrate made of the same material as the supporting substrate is bonded on the spacer portion with a heat-resistant resin.

【0010】[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5は、本発明に係わるマイク
ロレンズ構体の製造方法の1例を示す縦断面図である。
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing one example of a method for manufacturing a microlens structure according to the present invention.
First, in a step shown in FIG. A, a diffusion prevention layer 2 is formed on a support substrate 1, and a low melting point glass layer 3 is formed on the diffusion prevention layer 2.

【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。
The support substrate 1 is a transparent glass substrate, and is made of a material such as quartz glass, lead-free glass, or lead glass, and its thickness can be appropriately set in consideration of the use of the microlens. For example, it is about 0.1 to 3 mm.

【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、Al23、TiO2等の金属酸化物、BN、S
34、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。
Diffusion prevention layer 2 formed on support substrate 1
Is for preventing a component of the low-melting glass layer 3 described later from diffusing into the support substrate 1.
A material having a low compatibility with the support substrate 1 and a low melting point glass, for example, ITO (indium tin oxide),
Metal oxides such as SnO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BN, S
metal nitrides such as i 3 N 4 and TiN (in the case of reflective microlenses, high melting point metals such as W and Mo can be used);
By using a seed or two or more kinds, it can be formed by a sputtering method, an electron beam evaporation method, an application and firing of an organic metal material, a vapor deposition method (CVD method), or the like. The diffusion preventing layer 2 may have either a single-layer structure or a multilayer structure, and preferably has a thickness of about 100 to 3000 Å. If the thickness is less than 100 angstroms, the effect of preventing diffusion is not sufficient, and the surface condition of the microlens is undesirably reduced. On the other hand, if the thickness exceeds 3,000 angstroms, the transmittance of light in the case of a transmission type microlens is undesirably reduced.

【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−B23系、PbO−B23
SiO2系、PbO−SiO2−B23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。
[0013] Low-melting-point glass layer 3 which is a material of the microlens, PbO-ZnO-B 2 O 3 system, PbO-B 2 O 3 -
A spin coating method and a roll coating method using a material having a softening point lower than that of the support substrate 1 from one or more of low-melting glass materials such as a SiO 2 system and a PbO—SiO 2 —B 2 O 3 system. , A blade coating method, a screen printing method and the like. The thickness is about 2 to 100 μm.

【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。この処理は、低融点ガラス層3のポ
ーラスな膜を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E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。なお、この処理は必ずしも必要な処
理ではなく、パターン精度によっては省略可能である。
Next, the supporting substrate 1 is heated at a temperature higher than the softening point of the low-melting glass layer 3 and lower than the softening point of the supporting substrate 1, so that the low-melting glass layer 3 is thermally melted and then cooled. To vitrify. This treatment is to densify the porous film of the low-melting glass layer 3 and, in the photosensitive resist coating step described later, to improve the resist coatability, to make the coating uniform, and to reduce the amount used. In addition, in the etching step, it is possible to prevent the side surface of the flat portion 7 shown in FIG. E from being eroded irregularly and to deteriorate the pattern accuracy of the microlens, and to decompose the resin component in the low melting point glass layer 3. This is to prevent the generation of etching residue. This process is not always necessary and can be omitted depending on the pattern accuracy.

【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、図Bに示す工程において、低融点ガラ
ス層3上に感光性レジストを塗布して感光性レジスト塗
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0.5〜2
μm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。
After the low-melting glass layer 3 is thermally melted and vitrified as described above, a photosensitive resist is applied on the low-melting glass layer 3 to form a photosensitive resist coating film 4 in the step shown in FIG. I do. The photosensitive resist coating film 4 can be formed by using a known photosensitive resist such as a rubber-based positive resist or an acrylic-based negative resist by a film forming means such as a spin coating method or a blade coating method. 5-2
It is about μm. Further, the photosensitive resist coating film 4 can be formed using a dry film made of the above-described photosensitive resist.

【0016】次に、図C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。
Next, in a step shown in FIG. C, the resist resist pattern 5 is formed by exposing and developing the photosensitive resist coating film 4 through a mask. The resist pattern 5 is a pattern corresponding to a gap in the arrangement of each microlens constituting the microlens group, that is, a lattice-shaped opening 5a is formed.

【0017】次いで、図D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E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。
Next, in the step shown in FIG. D, the supporting substrate 1 is immersed in an etching solution, the low melting point glass layer 3 is etched using the resist pattern 5 as a mask, and a groove 6 is formed in the low melting point glass layer 3. The diffusion prevention layer 2 is exposed. Examples of the etchant used for etching the low-melting glass layer 3 include hydrofluoric acid, a mixed solution of hydrofluoric acid and sulfuric acid, and the like. Thereafter, when the resist pattern 5 is peeled off by the resist peeling liquid, as shown in FIG. E, the low melting point glass layer 3 has a groove 6 around its periphery corresponding to the arrangement pattern of the microlenses to be formed.
Is left in a state where the flat portion 7 on which is formed is left.

【0018】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を熱溶融によって流動
させ、これにより、図Fに示すように、低融点ガラスの
表面張力により(メルトフロー)レンズ形状となってマ
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構体10が得られ
る。このような支持基板1の加熱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100〜400℃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。
Next, the supporting substrate 1 is heated at a temperature higher than the softening point of the low-melting glass layer 3 and lower than the softening point of the supporting substrate 1, and the low-melting glass layer 3 is caused to flow by thermal melting. As a result, as shown in FIG. F, the microlenses 9 are formed into a (melt flow) lens shape due to the surface tension of the low-melting glass, and the microlens structure 10 in which a plurality of such microlenses 9 are arranged is obtained. Can be In such thermal melting of the entire low melting point glass layer 3 by heating the support substrate 1, the diffusion prevention layer 2 is disposed between the support substrate 1 and the low melting point glass layer 3, so that the softening point of the low melting point glass is reduced. The temperature can be set higher by 100 to 400 ° C., and specifically, heat melting can be performed using a heating means such as an electric furnace.

【0019】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。
The focal length of the micro lens 9 to be formed can be set by the thickness of the low melting point glass layer 3 (about 2 to 100 μm), the pitch of the micro lens 9 and the depth of the groove 6. The thickness of the layer 3 is 2 to 100
μm, the depth of the groove 6 is 1 to 30 μm, and the width is 5 to 10 μm.
The focal length is set in the range of 10 to 3000 μm, and the formation pitch of each microlens 9 is appropriately set in the range of 10 to 500 μm, depending on the application.

【0020】なお、上記の例においては、エッチング液
を用いるようにしているが、低融点ガラス層3をドライ
エッチングして溝部6を形成するようにしてもよい。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1〜20μ
m、幅は3〜60μmの範囲で設定することができる。
この場合においては、レジストパターン5の開口部5a
と同じ幅の溝部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。
Although the etching liquid is used in the above example, the groove 6 may be formed by dry-etching the low-melting glass layer 3. Such dry etching can be performed using cathode-coupled reactive ion etching, parallel plate type ion etching, or the like. The depth of the groove 6 is 1 to 20 μ
m and the width can be set in the range of 3 to 60 μm.
In this case, the opening 5a of the resist pattern 5
The groove 6 having the same width as that of the micro lens 9 is formed.
Can be further improved.

【0021】図1は、本発明のマイクロレンズ構体の1
実施形態を示す縦断面図である。図1には上記の方法で
製造された、支持基板1上に形成された拡散防止層2
と、該拡散防止層上に所定のパターンで低融点ガラス層
を熱溶融により形成されたマイクロレンズ9とを備えた
マイクロレンズ構体10が示されている。本実施形態に
おいては、支持基板1と同一材料からなる保護基板11
を透明耐熱性樹脂12によりマイクロレンズ9上に貼り
合わせている。
FIG. 1 shows a microlens structure 1 according to the present invention.
It is a longitudinal section showing an embodiment. FIG. 1 shows a diffusion preventing layer 2 formed on a supporting substrate 1 manufactured by the above method.
A microlens structure 10 including a microlens 9 in which a low-melting glass layer is heat-melted in a predetermined pattern on the diffusion preventing layer is shown. In this embodiment, the protection substrate 11 made of the same material as the support substrate 1 is used.
Is bonded on the microlens 9 with the transparent heat-resistant resin 12.

【0022】透明耐熱性樹脂12としては、マイクロレ
ンズ9に凸レンズとしての機能を持たせるために、低融
点ガラスの屈折率(酸化鉛主成分の低融点ガラスで通常
1.64程度)より低い屈折率がよく、好ましくは1.
4以下が好ましい。このような樹脂としては、イオノマ
ー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリメタ
クリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ア
クリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(AB
S)、ポリテレフタル酸エチレン(FET)、硝酸セル
ロース、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオ
ン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、エチルセルロー
ス、ポリイミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリ
フッ化ビニリデンなどが挙げられる。なお、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンなど
の材料は、屈折率こそ1.64より小さな値を示すが、
半透明または不透明でありマイクロレンズで集光された
光が吸収あるいは散乱されてしまうため、本発明で使用
する材料としては適さない。
The transparent heat-resistant resin 12 has a refractive index lower than the refractive index of the low-melting glass (usually about 1.64 for a low-melting glass mainly composed of lead oxide) so that the microlens 9 has a function as a convex lens. Rate, preferably 1.
It is preferably 4 or less. Examples of such a resin include ionomer, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (AB
S), poly (ethylene terephthalate) (FET), cellulose nitrate, cellulose acetate, cellulose triacetate, cellulose propionate, cellulose acetate butyrate, ethyl cellulose, polyimide, polyamide, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polychlorotrifluoroethylene, polyfluoroethylene And vinylidene chloride. In addition, materials such as polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene have a refractive index smaller than 1.64,
It is translucent or opaque, and the light condensed by the microlens is absorbed or scattered. Therefore, it is not suitable as the material used in the present invention.

【0023】図2及び図3は、本発明のマイクロレンズ
構体の他の実施形態を示す縦断面図である。図2の実施
形態においては、光学異方性を有しない透明耐熱性フィ
ルムからなる保護基板13を図1と同様の透明耐熱性樹
脂12によりマイクロレンズ9上に貼り合わせている。
透明耐熱性フィルムとしては、例えば、エンプラフィル
ム(住友ベークライト(株)製、PES:ポリエーテル
サルフォン)を用いる。図3の実施形態においては、マ
イクロレンズ9上に単にUV硬化樹脂からなる保護層1
4を形成してマイクロレンズ面の保護を図っている。
FIGS. 2 and 3 are longitudinal sectional views showing another embodiment of the microlens structure of the present invention. In the embodiment of FIG. 2, a protective substrate 13 made of a transparent heat-resistant film having no optical anisotropy is bonded on the microlens 9 with the same transparent heat-resistant resin 12 as in FIG.
As the transparent heat-resistant film, for example, an engineering plastic film (PES: polyether sulfone, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) is used. In the embodiment of FIG. 3, the protective layer 1 made of a UV curable resin is simply formed on the microlens 9.
4 is formed to protect the microlens surface.

【0024】図4は、本発明のマイクロレンズ構体の他
の実施形態を示し、図4(A)は縦断面図、図4(B)
は、図4(A)のB−B線に沿って矢印方向に見た断面
図である。支持基板1上に形成された拡散防止層2と、
該拡散防止層上に所定のパターンで低融点ガラス層を熱
溶融により形成されたマイクロレンズ9とを備えたマイ
クロレンズ構体10が示されている。本実施形態におい
ては、支持基板1上に形成された拡散防止層2の周囲に
低融点ガラスからなる平坦状のスペーサ部15を形成
し、支持基板1と同一材料からなる保護基板11を耐熱
性樹脂16によりスペーサ部15上に貼り合わせ、保護
基板11とマイクロレンズ9間に空気層17を設けてい
る。スペーサ15の一部には空気抜き孔18を形成して
いる。なお、スペーサ部15の幅は、マイクロレンズ9
の幅の3〜5倍以上とし平坦部を形成可能にする。
FIG. 4 shows another embodiment of the microlens structure of the present invention. FIG. 4 (A) is a longitudinal sectional view and FIG. 4 (B).
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. A diffusion prevention layer 2 formed on a support substrate 1;
A microlens structure 10 including a microlens 9 in which a low-melting glass layer is formed in a predetermined pattern by thermal melting on the diffusion preventing layer is shown. In this embodiment, a flat spacer portion 15 made of low-melting glass is formed around the diffusion preventing layer 2 formed on the support substrate 1, and the protection substrate 11 made of the same material as the support substrate 1 is heat-resistant. An air layer 17 is provided between the protective substrate 11 and the microlens 9 by being bonded to the spacer portion 15 with a resin 16. An air vent hole 18 is formed in a part of the spacer 15. Note that the width of the spacer portion 15 is
3 to 5 times or more of the width of the flat part.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、拡
散防止層を介して支持基板上に形成した低融点ガラス層
に溝部を設けて平坦部を形成し、熱溶融によって上記平
坦部を流動させてマイクロレンズとするので、簡単にマ
イクロレンズを製造することができ、また、得られたマ
イクロレンズは、拡散防止層によって低融点ガラス層の
成分が支持基板に拡散することが防止されているため表
面形状が良好な凸形状を有するので高い効率で光を集光
することができる。そして、このようなマイクロレンズ
面の傷つきを防止することができる。
As described above in detail, according to the present invention, a flat portion is formed by providing a groove in a low melting point glass layer formed on a supporting substrate via a diffusion preventing layer, and the flat portion is formed by heat melting. Of the low-melting glass layer is prevented from diffusing to the supporting substrate by the diffusion preventing layer. Therefore, since the surface shape has a good convex shape, light can be collected with high efficiency. Then, it is possible to prevent such a damage on the microlens surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のマイクロレンズ構体の1実施形態を示
す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a microlens structure of the present invention.

【図2】本発明のマイクロレンズ構体の他の実施形態を
示す縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the microlens structure of the present invention.

【図3】本発明のマイクロレンズ構体の他の実施形態を
示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the microlens structure of the present invention.

【図4】本発明のマイクロレンズ構体の他の実施形態を
示し、図4(A)は縦断面図、図4(B)は、図4
(A)のB−B線に沿って矢印方向に見た断面図であ
る。
4A and 4B show another embodiment of the microlens structure of the present invention. FIG. 4A is a longitudinal sectional view, and FIG.
It is sectional drawing seen in the arrow direction along the BB line of (A).

【図5】本発明に係わるマイクロレンズの製造方法の1
例を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a microlens according to the present invention;
It is a longitudinal section showing an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…支持基板、2…拡散防止層、3…低融点ガラス層、
9…マイクロレンズ 10…マイクロレンズ構体、11、13…保護基板、1
2…透明耐熱性樹脂 14…保護層、15…スペーサ部、16…耐熱性樹脂、
17…空気層 18…空気抜き孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support substrate, 2 ... Diffusion prevention layer, 3 ... Low melting point glass layer,
9 micro lens 10 micro lens structure 11, 13 protection substrate, 1
2: transparent heat-resistant resin 14: protective layer, 15: spacer portion, 16: heat-resistant resin,
17 ... air layer 18 ... air vent hole

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】支持基板上に形成された拡散防止層と、該
拡散防止層上に所定のパターンで低融点ガラス層を熱溶
融して形成されたマイクロレンズとを備えたマイクロレ
ンズ構体において、前記支持基板と同一材料からなる保
護基板を透明耐熱性樹脂によりマイクロレンズ上に貼り
合わせたことを特徴とするマイクロレンズ構体。
1. A microlens assembly comprising: a diffusion prevention layer formed on a support substrate; and a microlens formed by thermally melting a low-melting glass layer in a predetermined pattern on the diffusion prevention layer. A microlens structure, wherein a protective substrate made of the same material as the supporting substrate is bonded on the microlens with a transparent heat-resistant resin.
【請求項2】支持基板上に形成された拡散防止層と、該
拡散防止層上に所定のパターンで低融点ガラス層を熱溶
融して形成されたマイクロレンズとを備えたマイクロレ
ンズ構体において、透明耐熱性フィルムからなる保護基
板を透明耐熱性樹脂によりマイクロレンズ上に貼り合わ
せたことを特徴とするマイクロレンズ構体。
2. A microlens structure comprising: a diffusion prevention layer formed on a support substrate; and a microlens formed by thermally melting a low-melting glass layer in a predetermined pattern on the diffusion prevention layer. A microlens structure, wherein a protective substrate made of a transparent heat-resistant film is bonded on a microlens with a transparent heat-resistant resin.
【請求項3】支持基板上に形成された拡散防止層と、該
拡散防止層上に所定のパターンで低融点ガラス層を熱溶
融して形成されたマイクロレンズとを備えたマイクロレ
ンズ構体において、前記マイクロレンズ上にUV硬化樹
脂からなる保護層を形成したことを特徴とするマイクロ
レンズ構体。
3. A microlens structure comprising: a diffusion prevention layer formed on a support substrate; and a microlens formed by thermally melting a low-melting glass layer in a predetermined pattern on the diffusion prevention layer. A microlens structure, wherein a protective layer made of a UV curable resin is formed on the microlens.
【請求項4】支持基板上に形成された拡散防止層と、該
拡散防止層上に所定のパターンで低融点ガラス層を熱溶
融して形成されたマイクロレンズとを備えたマイクロレ
ンズ構体において、前記拡散防止層の周囲に低融点ガラ
スからなるスペーサ部を形成し、支持基板と同一材料か
らなる保護基板を耐熱性樹脂により前記スペーサ部上に
貼り合わせたことを特徴とするマイクロレンズ構体。
4. A microlens structure comprising: a diffusion prevention layer formed on a support substrate; and a microlens formed by thermally melting a low-melting glass layer in a predetermined pattern on the diffusion prevention layer. A microlens structure, wherein a spacer portion made of low-melting glass is formed around the diffusion preventing layer, and a protection substrate made of the same material as the support substrate is bonded on the spacer portion with a heat-resistant resin.
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