JP5010445B2 - マイクロレンズアレイ用金型の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロレンズアレイ用金型の製造方法に関するものである。

従来から、マイクロレンズアレイ用金型の製造方法として、超精密加工機を用い、ダイヤモンドのアールバイトを３軸制御駆動して鏡面切削（精密シェーパ加工）することによりマイクロレンズアレイ用金型を製造する方法が提案されている（非特許文献１）。

なお、上記非特許文献１では、１ｍｍ程度のレンズ径のマイクロレンズが２次元的に配列されたマイクロレンズアレイ用金型が例示されている。
「マイクロレンズ（アレイ）の超精密加工と量産化技術」，第１版，株式会社技術情報協会，２００３年４月２８日，ｐ．１２６−１３１

ところで、上記非特許文献１に開示されたマイクロレンズアレイ用金型の製造方法では、各マイクロレンズそれぞれのレンズ形状のレンズ面に対応する各曲面を得るために、超精密加工機において、アールバイトを曲面ごとに複数回、動かして加工しているが、曲面ごとにアールバイトを１回ずつどのように動かせばよいか計算で求め、プログラムに基づいて自動で加工が行われる。

しかしながら、上記非特許文献１に開示されたマイクロレンズアレイ用金型の製造方法では、レンズサイズが更に小さくなり、ｍｍレベルからμｍレベルに小さくなった場合には、各曲面ごとにアールバイトを１回だけ動かして加工するようになり、所望のレンズ形状におけるレンズ面の曲率半径と同じ曲率半径を有するアールバイトを作製しなければならず、所望のレンズ形状ごとにアールバイトを作製する必要があり、アールバイトの作製に費用および時間がかかっていた。また、上記非特許文献１に開示されたマイクロレンズアレイ用金型の製造方法では、レンズサイズが小さくなってマイクロレンズアレイ用金型に形成する曲面の数が増えた場合、加工時間が長くなり、コストアップの原因となってしまう。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、任意形状のマイクロレンズアレイ用金型を容易に製造することが可能なマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を提供することにある。

請求項１の発明は、基板の一表面側にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、複数のマイクロレンズそれぞれに対応する部位に錐体が形成された転写用金型をレジスト層に押し付けて転写用金型の各錐体の形状をレジスト層に転写する転写工程と、転写工程の後で基板の前記一表面側から基板をドライエッチングすることにより基板の前記一表面側に各マイクロレンズそれぞれのレンズ面に対応する複数の曲面を形成する曲面形成工程と、曲面形成工程にて各曲面が形成された基板をマスタとして電鋳法によりマスタを反転させた型もしくはマスタを複製した複製型からなるマイクロレンズアレイ用金型を形成する電鋳工程とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、基板の一表面側にレジスト層を形成するレジスト層形成工程、複数のマイクロレンズそれぞれに対応する部位に錐体が形成された転写用金型をレジスト層に押し付けて転写用金型の各錐体の形状をレジスト層に転写する転写工程、基板の前記一表面側から基板をドライエッチングすることにより基板の前記一表面側に各マイクロレンズそれぞれのレンズ面に対応する複数の曲面を形成する曲面形成工程を順次行うことにより、基板に複数の曲面を一括して形成することができるだけでなく、曲面形成工程におけるドライエッチングのエッチング条件を適宜設定してエッチング速度の等方性を高めたり異方性を高めたりすることにより、曲面の曲率半径を制御することができて曲面形状の設計変更に容易に対応することができ、電鋳工程において、各曲面が形成された基板をマスタとして電鋳法によりマスタを反転させた型もしくはマスタを複製した複製型からなるマイクロレンズアレイ用金型を形成することができるので、任意形状のマイクロレンズアレイ用金型を容易に製造することが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記転写工程では、前記転写用金型として前記錐体が２次元的に配列され隣り合う前記錐体間に平坦部が形成されたものを用い、前記曲面形成工程では、前記レジスト層において各平坦部に対応する部分がなくなるまでドライエッチングを行うことを特徴とする。

この発明によれば、隣り合うマイクロレンズのレンズ面間に平坦な部位がなく集光効率の高いマイクロレンズアレイを成形するためのマイクロレンズ用金型を容易に製造することが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記転写工程では、前記転写用金型として前記錐体が角錐状の形状であり前記錐体が隙間なく２次元的に配列されたものを用いることを特徴とする。

この発明によれば、隣り合うマイクロレンズのレンズ面間に平坦な部位がなく集光効率の高いマイクロレンズアレイを成形するためのマイクロレンズ用金型を容易に製造することが可能となり、しかも、請求項２の発明に比べて、より微細なマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを成形するためのマイクロレンズ用金型を容易に製造することが可能となる。

請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記転写工程では、前記転写用金型として前記各錐体それぞれが棒状体の先端部に形成されたものを用いることを特徴とする。

この発明によれば、前記転写用金型を簡単に低コストで作製することが可能となる。

請求項５の発明は、請求項１または請求項２または請求項４の発明において、前記転写工程では、前記転写用金型として単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子の各格子点に対応する各部位に前記錐体が形成されたものを用いることを特徴とする。

この発明によれば、平面視における前記レンズ面の外周形状が六角形状で且つ隣り合うマイクロレンズのレンズ面間に平坦な部位がなく集光効率の高いマイクロレンズアレイを成形するためのマイクロレンズ用金型を容易に製造することが可能となる。

請求項６の発明は、請求項１または請求項２または請求項４または請求項５の発明において、前記転写工程では、前記転写用金型として平面視における外周形状が同じで高さが異なる複数の錐体が形成されたものを用いることを特徴とする。

この発明によれば、曲率半径の異なる複数の曲面を有するマイクロレンズ用金型を製造することができるので、曲率半径の異なる複数のマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレイを成形するためのマイクロレンズ用金型を容易に製造することが可能となる。

請求項１の発明は、任意形状のマイクロレンズアレイ用金型を容易に製造することが可能になるという効果がある。

（実施形態１）
以下、本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法について図１〜図５を参照しながら説明する。

まず、図１（ａ）に示すシリコン基板からなる基板１０の一表面側に有機材料（熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など）からなるレジストをスピンコート法により回転塗布してレジスト層１１を形成するレジスト層形成工程を行うことによって、図１（ｂ）に示す構造を得る。なお、レジスト層１１のレジストとしては、一般的なレジストの中で転写性が良く、且つ、耐熱性の高いものを用いればよい。

その後、所望形状のマイクロレンズアレイ３０（図６参照）の複数のマイクロレンズ３１（図６参照）それぞれに対応する部位に錐体（本実施形態では、角錐）２１が形成された転写用金型２０をレジスト層１１に押し付けて転写用金型２０の各錐体２１の形状をレジスト層１１に転写する転写工程を行うことによって、図１（ｅ）および図４に示す構造を得る。ここにおいて、転写工程では、図１（ｃ）に示すように転写用金型２０をレジスト層１１の表面に対向させた後、図１（ｄ）に示すように転写用金型２０をレジスト層１１にプレスしてからレジスト層１１を硬化させ、続いて、レジスト層１１から転写用金型２０を離型する。なお、転写用金型２０は、所定の金型材料（本実施形態では、Ｎｉ−Ｐ）により形成され当該転写用金型２０の基礎となる転写金型用基板２０ａ（図２（ａ）参照）の一表面を図２（ｂ）に示すようにダイヤモンドバイト２４０により切削加工することによって作製してあり、図３に示すように、複数の錐体２１が隙間なく２次元的に配列されており、レジスト層１１は、図４に示すように各錐体２１に対応する部分が凹んだ形状の凹凸パターンとなる。

上述の転写工程の後で基板１０の上記一表面側から基板１０を等方性あるいは等方性に近いエッチング条件でドライエッチングすることにより基板１０の上記一表面側に各マイクロレンズ３１（図６参照）それぞれのレンズ面３１ａ（図６の例では凸曲面）に対応する複数の曲面（凹曲面）１２を形成する曲面形成工程を行うことによって、図１（ｇ）および図５に示す構造を得る。なお、図１（ｆ）は曲面形成工程の途中（エッチングの途中）での断面形状を示してある。

ところで、仮に、図７（ａ）に示すように、基板１０の上記一表面側のレジスト層１１に微細な円形状の開口部１１ｂが１つだけ形成されているとし、基板１０の上記一表面側から等方性エッチングを行うと、レジスト層１１も徐々にエッチングされるので、図７（ｂ）→図７（ｃ）→図７（ｄ）のように断面形状が変化する。すなわち、図７（ｃ）に示すようにレジスト層１１がなくなるまではレジスト層１１の開口径のサイズで曲面１２が形成されるが、レジスト層１１がなくなった後もエッチングを続けると、エッチングは基板１０の上記一表面に対して垂直方向に進むので、図７（ｄ）に示すように曲面１２は曲率半径が大きくなるようにエッチングされ且つ平面部は平坦なままエッチングされる。

したがって、レジスト層１１に複数の開口部１１ｂを隣接して形成して等方性エッチングを行えば、基板１０の上記一表面側に図８（ａ）の実線イに示すような曲面１２が隣接した形状を形成することができ、等方性エッチングを更に続ければ図８（ａ）の破線ロ（エッチング進行面）に示すようにエッチングが進行し、隣接する曲面１２間に残っていた平面部１２ｂの面積は徐々に減少する（なお、図８中の矢印はエッチングの進行方向を示している）。ここで、実線ハに示すように曲面１２と平面部１２ｂとの境界部分はエッジ状に角がついた状態が保たれ、丸みを帯びることはない。したがって、図８（ｂ）に示すように最終的に平面部１２ｂがなくなった実線イの状態からエッチングを続けても、図８（ｂ）の破線ロ（エッチング進行面）に示すようにエッチングが進行し、図８（ｂ）の実線ハに示すように隣り合う曲面１２と曲面１２との境界がきれいに残るので、これらの曲面１２を平面視したときの外周形状は、開口部１１ｂの配置により決まることになる。

ここで、本実施形態では、上述のように複数の錐体２１が２次元的に配列された転写用金型２０の各錐体２１をレジスト層１１に転写しており、レジスト層１１には各錐体２１に対応する部位に擂鉢状の凹みが形成されているので、曲面形成工程においてドライエッチングを行うと、レジスト層１１における凹みの中央から基板１０が露出し始めるから、錐体２１のピッチが開口部のピッチとなり、最終的なマイクロレンズ３１のピッチとなる。また、錐体２１の配置によってマイクロレンズ３１がどのように隣り合うかが決まることとなる。しかして、転写用金型２０に設ける錐体２１の形状や配置を変えることで種々のマイクロレンズ３１を隙間なく並べたマイクロレンズアレイを成形するためのマイクロレンズアレイ用金型を容易に作製することが可能となる。本実施形態では、レジスト層１１の断面形状は三角形が並んだ形状であるから、等方性のドライエッチングを行うと、レジスト層１１の厚みの薄いところから基板１０が露出し、露出した部位を基点として基板１０がエッチングされ、全方向にエッチングが進行するので、断面形状が円弧状の曲面１２が形成される。

ここにおいて、曲面形成工程では、ドライエッチングのエッチング条件（例えば、エッチングガス、エッチングガスの流量、エッチング圧力、エッチング時間など）を適宜設定してエッチング速度の等方性を高めたり異方性を高めたりすることにより、図９に示すように曲面１２の曲率半径を制御することができる。なお、図９の上段には、各エッチング方向のエッチング速度を矢印の方向と長さで表したベクトルの矢の先端の包絡面を記載し、下段にはエッチング後の基板１０の断面形状を記載してあり、図９は、異方性の度合いが高い（強い）ほど曲面１２の曲率半径が小さく、異方性の度合いが低い（弱い）ほど曲面１２の曲率半径が大きくなることを示している。

ここで、本実施形態のように基板１０としてシリコン基板を用いている場合には、例えば、エッチングガスとしてＳＦ_６ガスを採用することにより、プラズマにより励起されたＦラジカルが主としてエッチングに関与し、基板２０表面での反応が化学的に進行しやすくなるので、等方性の高いエッチングが可能となる。また、エッチングガスとしてＳＦ_６ガスのみを用いるのではなく、Ｏ_２ガス、Ｎ_２ガス、Ａｒガスなどを混合して、イオンによる物理的なエッチング効果を付加することでエッチング速度の等方性の度合いを低くする（つまり、異方性の度合いを高める）ことが可能となる。また、レジスト層１１のレジスト材料の種類によって基板２０とレジスト層１１とのエッチング速度比（選択比）が変化するので、レジスト層１１の材料を変えることによってもエッチング後の曲面１２の曲率半径を変えることができる。また、レジスト材料が同じであっても、エッチング条件を変えることによってエッチング速度やトータルのエッチング量が変化するので、同様に曲面１２の曲率半径の制御が可能となる。なお、本実施形態では、基板１０としてシリコン基板１０を用いているが、基板１０は、シリコン基板に限定するものではなく、例えば、ガラス基板などを用いてもよく、曲面形成工程では、基板１０の材料に応じてエッチングガスを含めたエッチング条件を適宜設定すればよい。

次に、曲面形成工程にて各曲面１２が形成された基板２０をマスタ（母型）としてマスタを複製した複製型からなるマイクロレンズアレイ用金型１６を形成する電鋳工程を行うことによって、図１（ｉ）に示すマイクロレンズアレイ用金型１６を形成するようにしている。ここにおいて、電鋳工程では、図１（ｈ）に示すように各曲面１２が形成された基板２０をマスタ（母型）として電鋳法によってマスタを反転させたニッケル製の型（以下、反転型と称する）１５を作製し、その後、反転型１５を型として用いて電鋳法によってニッケル製のマイクロレンズアレイ用金型１６を形成している。

なお、本実施形態では、上述のようにマイクロレンズ３１のレンズ面３１ａが凸曲面なので、各曲面１２が形成された基板２０をマスタとしてマスタを複製した複製型をマイクロレンズアレイ用金型１６としているが、マイクロレンズ３１のレンズ面３１ａが凹曲面の場合には、各曲面１２が形成された基板２０をマスタとして反転させた型をマイクロレンズアレイ用金型とすればよい。

以上説明した本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型１６の製造方法によれば、基板１０の上記一表面側にレジスト層１１を形成するレジスト層形成工程、複数のマイクロレンズ３１それぞれに対応する部位に錐体２１が形成された転写用金型２０をレジスト層１１に押し付けて転写用金型２０の各錐体２１の形状をレジスト層１１に転写する転写工程、基板１０の上記一表面側から基板１０をドライエッチングすることにより基板１０の上記一表面側に各マイクロレンズ３１それぞれのレンズ面３１ａに対応する複数の曲面１２を形成する曲面形成工程を順次行うことにより、基板１０に複数の曲面１２を一括して形成することができるだけでなく、曲面形成工程におけるドライエッチングのエッチング条件を適宜設定してエッチング速度の等方性を高めたり異方性を高めたりすることにより、曲面１２の曲率半径を制御することができて曲面形状の設計変更に容易に対応することができ、電鋳工程において、各曲面１２が形成された基板１０をマスタとして電鋳法によりマスタを反転させた型もしくはマスタを複製した複製型からなるマイクロレンズアレイ用金型１６を形成することができるので、任意形状のマイクロレンズアレイ用金型１６を容易に製造することが可能となる。また、基板１０としてウェハを用いることにより、大面積のマイクロレンズアレイ用金型を容易に作製することが可能になるとともに、複数のマイクロレンズアレイ用金型１６を一度に作製することも可能となる。

図６は上述のマイクロレンズアレイ用金型１６を用いて成形したマイクロレンズアレイ３０の使用例の一例を示したものであり、ベース基板４１の一表面側に複数の赤外線検出素子からなる受光素子４２が２次元アレイ状に配列されたセンサ素子４０と、センサ素子４０の各受光素子４２に光を集光するマイクロレンズアレイ３０とを備えたセンサ装置である。なお、受光素子４２は、赤外線検出素子に限らず、フォトダイオードなどでもよい。

また、本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型１６の製造方法では、転写工程において、転写用金型２０として角錐状の錐体２１が２次元的に配列され隣り合う錐体２１間に平坦部が形成されたものを用いた場合、図１０（ａ）に示すようにレジスト層１１に転写されるので、曲面形成工程にて、図１０（ｃ）に示すようにレジスト層１１において転写用金型２０の各平坦部に対応する部分がなくなるまでドライエッチングを行うようにすれば、隣り合うマイクロレンズ３１のレンズ面３１ａ間に平坦な部位がなく集光効率の高いマイクロレンズアレイ３０を成形するためのマイクロレンズ用金型１６を容易に製造することが可能となる。なお、図１０（ｂ）は曲面形成工程におけるエッチング途中でのレジスト層１１および基板１０の形状を示しており、エッチングで形成される曲面が徐々に広がっていき、隣り合う曲面１２同士が接すると曲面１２の拡大は止まる。また、図１０（ａ）〜（ｂ）の上段は平面図、下段は上段のＡ−Ａ’断面図である。

また、転写工程において、転写用金型２０として円錐状の錐体２１が２次元的に配列され隣り合う錐体２１間に平坦部が形成されたものを用いた場合、図１１（ａ）に示すようにレジスト層１１に転写されるので、曲面形成工程にて、図１１（ｃ）に示すようにレジスト層１１において転写用金型２０の各平坦部に対応する部分がなくなるまでドライエッチングを行うようにすれば、隣り合うマイクロレンズ３１のレンズ面３１ａ間に平坦な部位がなく集光効率の高いマイクロレンズアレイ３０を成形するためのマイクロレンズ用金型１６を容易に製造することが可能となる。図１１の見方は図１０と同じである。

また、転写工程において、転写用金型２０として錐体２１が角錐状の形状であり錐体２１が隙間なく２次元的に配列されたものを用いた場合、図１２（ａ）に示すようにレジスト層１１に転写されるので、曲面形成工程にて、図１２（ｃ）に示すように少なくともレジスト層１１がなくなるまでドライエッチングを行うようにすれば、隣り合うマイクロレンズ３１のレンズ面３１ａ間に平坦な部位がなく集光効率の高いマイクロレンズアレイ３０を成形するためのマイクロレンズ用金型１６を容易に製造することが可能となり、しかも、図１０や図１１の例に比べて、より微細なマイクロレンズ３１を有するマイクロレンズアレイ３０を成形するためのマイクロレンズ用金型１６を容易に製造することが可能となり、センサ素子４０側の微細化にも対応可能となる。また、転写用金型２１の錐体２１の平面サイズが平面視における曲面１２の外周のサイズと同じになるという利点がある。図１２の見方は図１０と同じである。

なお、本実施形態では、錐体２１の形状として角錐状や円錐状の形状を例示したが、角錐台状や円錐台状の形状でもよい。

（実施形態２）
本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法は実施形態１と略同じであって、転写工程において、図１３に示すように各錐体２１それぞれが棒状体２２の先端部に形成されたものを用いる点が相違するだけである。すなわち、実施形態１では、転写用金型２０を簡易的な切削加工により形成していたのに対して、本実施形態では、転写用金型２０のベースとなる平板に複数の棒状体２２を所定ピッチでセットしている。また、本実施形態では、各棒状体２２として丸棒状のものを用いており、各錐体２１が円錐状の形状に形成されている。

しかして、本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法によれば、転写用金型２０の作製にあたって、各棒状体２２の先端部のみを加工すればよいので、転写用金型２０を簡単に低コストで作製することが可能となる。

（実施形態３）
本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法は実施形態１と略同じであって、転写工程において、図１４に示すように各錐体２１それぞれが棒状体２２の先端部に形成されたものを用いる点が相違するだけである。ここで、本実施形態では、各棒状体２２として角棒状のものを用いており、各錐体２１が角錐状の形状に形成されている。

しかして、本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法によれば、転写用金型２０の作製にあたって、各棒状体２２の先端部のみを加工すればよいので、転写用金型２０を簡単に低コストで作製することが可能となる。なお、本実施形態のように棒状体２２を束ねて転写用金型２０のベースとなる平板にセットする場合、棒状体２２の長手方向に直交する断面は矩形状に限らず、棒状体２２の配列が容易となる断面形状であればよく、円形状や六角形状でもよい。

（実施形態４）
本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法は実施形態１と略同じであって、転写工程において、実施形態１で説明した転写用金型２０として単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子の各格子点に対応する各部位に錐体２１が形成されたものを用いる点が相違するだけである。

したがって、転写工程では、転写用金型２０の形状が図１５（ａ）に示すようにレジスト層１１に転写されるので、曲面形成工程にて、図１５（ｃ）に示すように隣り合う曲面１２同士の境界が直線となるまでドライエッチングを行うようにすれば、平面視における外周形状が六角形状の曲面１２が隙間なく並ぶこととなるから、平面視におけるレンズ面３１ａの外周形状が六角形状で且つ隣り合うマイクロレンズ３１のレンズ面３１ａ間に平坦な部位がなく集光効率の高いマイクロレンズアレイ３０を成形するためのマイクロレンズ用金型１６を容易に製造することが可能となる。図１５の見方は図１０と同じである。

（実施形態５）
ところで、実施形態１にて説明したセンサ装置をカメラなどの撮像装置に利用する場合、図１６に示すように、マイクロレンズアレイ３０の前方にレンズ（撮像レンズなど）５０が配置されるが、レンズ５０からマイクロレンズアレイ３０への入射光の角度やレンズ収差などを考慮すると、マイクロレンズアレイ３０における各マイクロレンズ３１の位置によって曲率半径を変化させたほうが各マイクロレンズ３１の集光効率が高くなり、マイクロレンズアレイ３０全体としての集光効率を高められる場合がある。

そこで、本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法は実施形態１と略同じであって、転写工程において、転写用金型２０として平面視における外周形状が同じで高さが異なる複数の錐体２１が形成されたものを用いるようにしている。

したがって、転写工程では、転写用金型２０の形状が図１７（ａ）に示すようにレジスト層１１に転写されるので、曲面形成工程にて、図１７（ｃ）に示すようにレジスト層１１がなくなり且つ隣り合う曲面１２同士の境界が直線となるまでドライエッチングを行うようにすれば、平面視における外周形状が矩形状の曲面１２が隙間なく並ぶこととなる。図１７の見方は図１０と同じである。

しかして、本実施形態のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法によれば、曲面形成工程においてドライエッチングを行ったときに基板１０が露出するタイミングにずれが生じるから、曲率半径の異なる複数の曲面を有するマイクロレンズ用金型を製造することができるので、曲率半径の異なる複数のマイクロレンズ３１を備えたマイクロレンズアレイ３０を成形するためのマイクロレンズ用金型を容易に製造することが可能となる。

実施形態１のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を説明するための主要工程断面図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を説明するための主要工程断面図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を説明するための斜視図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を説明するための斜視図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を説明するための斜視図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法により製造されたマイクロレンズアレイの使用例の概略断面図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を説明するための斜視図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の説明図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の説明図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の説明図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の説明図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の説明図である。 実施形態２のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法で用いる転写用金型の概略斜視図である。 実施形態３のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法で用いる転写用金型の概略斜視図である。 実施形態４のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の説明図である。 実施形態５のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法により製造するマイクロレンズアレイの使用例の概略断面図である。 同上のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の説明図である。

符号の説明

１０ 基板
１１ レジスト層
１２ 曲面
１６ マイクロレンズアレイ用金型
２０ 転写用金型
２１ 錐体
３０ マイクロレンズアレイ
３１ マイクロレンズ
３１ａ レンズ面

Claims (6)

1. 基板の一表面側にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、複数のマイクロレンズそれぞれに対応する部位に錐体が形成された転写用金型をレジスト層に押し付けて転写用金型の各錐体の形状をレジスト層に転写する転写工程と、転写工程の後で基板の前記一表面側から基板をドライエッチングすることにより基板の前記一表面側に各マイクロレンズそれぞれのレンズ面に対応する複数の曲面を形成する曲面形成工程と、曲面形成工程にて各曲面が形成された基板をマスタとして電鋳法によりマスタを反転させた型もしくはマスタを複製した複製型からなるマイクロレンズアレイ用金型を形成する電鋳工程とを備えることを特徴とするマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。
2. 前記転写工程では、前記転写用金型として前記錐体が２次元的に配列され隣り合う前記錐体間に平坦部が形成されたものを用い、前記曲面形成工程では、前記レジスト層において各平坦部に対応する部分がなくなるまでドライエッチングを行う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用金型の製造方法。
3. 前記転写工程では、前記転写用金型として前記錐体が角錐状の形状であり前記錐体が隙間なく２次元的に配列されたもの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用金型の製造方法。
4. 前記転写工程では、前記転写用金型として前記各錐体それぞれが棒状体の先端部に形成されたものを用いることを特徴とする請求項１または請求項２記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。
5. 前記転写工程では、前記転写用金型として単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子の各格子点に対応する各部位に前記錐体が形成されたものを用いることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。
6. 前記転写工程では、前記転写用金型として平面視における外周形状が同じで高さが異なる複数の錐体が形成されたものを用いることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４または請求項５記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。

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